太空探测器发出的怪声导致地球风暴，并面临自毁的威胁。寇克船长和他们的船员再度担负起拯救人类的使命。他们发现怪声其实是座头鲸的呼唤，唯一的选择就是回到20世纪去带回一只座头鲸来对探测器作出回应。

登上发现号后，Ensign Tilly（玛丽·怀斯曼 饰）遇上一名意料外的访客并被寻求协助，不过这对组合意外地有着不少共同点。Craft（阿尔迪斯·霍吉 饰）在一间不熟悉的病房醒来后，他发现自己是艘废弃船中的唯一人类，而唯一陪伴着他的是船上的A.I.电脑界面。作为第一名加盟星际舰队的Kelpien人Saru（道格·琼斯 饰），他过去与父亲及妹妹在母星过着简单的生活，不过拥有聪明才智及好奇心的Saru更渴望走出村庄，这将引领他走向新的道路。Harry Mudd（雷恩·威尔森 饰）又一次回到当小偷、墙头草的生活中，而当他发现自己身在敌方飞船时，他决定要再一次进行新骗局。