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Lorsque l'équipage de l'Enterprise apprend qu'il existe une conspiration de la Fédération contre les habitants d'une planète unique, le capitaine Picard commence une rébellion.

Le vaisseau Enterprise est redirigé vers la planète mère romulienne Romulus, sous prétexte que ces derniers veulent négocier un traité de paix. Le capitaine Picard et son équipage découvrent une grave menace pour la Fédération lorsque le préteur Shinzon prévoit d'attaquer la Terre.

James T. Kirk tente d'être à la hauteur de son père sous le contrôle de M. Spock alors qu'un Romulien vengeur du futur crée des trous noirs pour détruire la Fédération, planète par planète.

Une entité d'origine extra-terrestre sans précédent se dirige vers la Terre en détruisant tout sur son passage. L'équipage de l'USS Enterprise est chargé de stopper ce nouvel ennemi. Alors que le capitaine Decker se prépare à diriger la mission, il est relevé de ses fonctions et remplacé par le fameux amiral Kirk, absent des commandes du vaisseau depuis trois ans…

Alors que Spock, le capitaine Kirk et l'équipage de l'USS Enterprise escortent le chancelier Gordon jusqu'au centre de conférence où il doit signer un accord de paix avec l'Empire klingon, leur vaisseau est attaqué et le chancelier est abattu. Chang, un général Klingon, accuse Kirk, qu'il envoie en compagnie de McCoy sur l'astre de glace Rura Penthe. Spock ne dispose que de quelques jours pour sauver son ami et rétablir la paix menacée.

Avec l'aide du capitaine Kirk, présumé mort depuis longtemps, le capitaine Picard doit arrêter un scientifique dérangé prêt à assassiner à l'échelle planétaire pour entrer dans une matrice spatiale.

Lors d’une mission spatiale à destination de Mars, un passager clandestin, involontaire, prend place à l’intérieur de la navette. Il provoque alors accidentellement de nombreux dommages au sein du vaisseau spatial et remet en question la réussite du voyage. Les ressources vitales se raréfient et deux réactions opposées surgissent. La chercheuse en médecine s’oppose alors à la vision de sa commandante et du biologiste de la mission.

L'équipage de l'USS Enterprise explore les confins de l'espace inconnu où ils rencontrent un nouvel ennemi impitoyable qui les met à l'épreuve, ainsi que tout ce que la Fédération représente.