一艘巨大的外星无人探测器向地球航来，它（tā）不断地发出奇特的电波信号：功率强大的（de）信号煮沸了海水，干扰了附近的星舰并（bìng）造成了广泛的破坏。此时，詹姆斯·柯克中将与（yǔ）他的船员们在完成了让斯波克上校（shàng xiào）复活的任务后，驾驶着从克林贡人那抢（qiǎng）来的猛禽舰（被改名为“赏金号”）从瓦（cóng wǎ）肯星返航，尽管他们已经知道了将面临军事法庭（jūn shì fǎ tíng）的指控：他们被指控盗窃了联邦星舰进取（jìn qǔ）号，并对她的毁坏负有责任。在此关头（guān tóu），尚在恢复中的斯波克发现这艘外星探测器（tàn cè qì）正尝试与地球上的座头鲸建立联系（jiàn lì lián xì）；但不幸的是，早在3个世纪前座头（tóu）鲸就因过度的捕猎而灭绝了。柯克（kē kè）命令“赏金号”进入引力弹射状态，利用太阳的（de）万有引力而穿越时空来到20世纪后期。星舰于1986年抵达（dǐ dá）了美国加利福尼亚州的旧金山市，船员们将星舰藏在（zài）金门公园的一处草🌱坪上。此后，他们开始寻找（xún zhǎo）能与外星探测器沟通的鲸鱼🐟、能将鲸鱼🐟（jīng yú）装在星舰上的容器，以及能让猛禽舰（jiàn）恢复能源供应的物质——在星舰穿越时空的旅途中（zhōng）能源几乎被耗尽。柯克与斯波克最终获得了（le）一位鲸类专家吉莉安·泰勒博士的协助，她在（zài）索萨利托市鲸鱼🐟协会照料两头座头鲸。在经历了（le）许多的困难后——包括让泰勒相信他们的确（dí què）来自未来——进取号的船员们成功地营救（yíng jiù）了两头座头鲸，并将它们带到未来，及时（jí shí）地拯救了地球。然后船员们被带到了（le）联邦委员会的面前，接受众多的指控。没有被（bèi）作为被告的斯波克也与其他船员们站（zhàn）在了一起。最后，鉴于他们新近的英勇表现（biǎo xiàn），除了对柯克中将的控告外，针对其余被告（bèi gào）的所有控告都被撤销。柯克以作为一名上级（shàng jí）军官却违背命令的罪行被判有罪，并象征性（xiàng zhēng xìng）地被降职为上校以示惩戒；但作为对他（tā）英勇行为的表彰，他被任命为联邦星舰（xīng jiàn）进取号-A的舰长。与进取号船员一同来到（lái dào）23世纪的泰勒博士，决定加入星际舰队并成为（chéng wéi）一名科学官。作为情节框架的支线剧情，展现（zhǎn xiàn）了斯波克逐渐地恢复了他的记忆、他（tā）此前获得并接受的人类传统，以及他对（duì）自己情感的承认。在影片开始时，他不（bù）明白母亲询问他的“感觉”有何意义；但到最后（zuì hòu），他已能足够意识到“感觉”对人类的（de）重要性，并托父亲告诉母亲，他“感觉良好”。