在尼比鲁星球探查期间，企业号舰长柯克（克里斯·派恩Chris Pine 饰）为营救史波克（扎克瑞·昆图 Zachary Quinto 饰）采取了胆大妄为的举动，几乎危及全舰队员的生命，他也为此付出代价。不久，柯克官复原职，而伦敦发生一起死亡超过四十人的恐怖袭击事件。该事件的始作俑者约翰·哈里森（本尼迪克特·康伯巴奇 Benedict Cumberbatch 饰）正来自联盟内部。此后他驾驶飞机袭击了高层会议，柯克最为敬重的派克将军不幸遇难。为了阻止哈里森的外逃阴谋，柯克重新率领企业号启程追击。危机重重的旅途，他和舰员、朋友之间的信任也受到巨大考验。
当他们最终找到哈里森，才终于知晓他的真实身份，以及伦敦袭击事件背后的阴谋和黑幕……
罗珊妮·杜兰,茱莉-玛丽·帕芒提耶,尼西姆·勒纳尔
西恩·威廉·斯科特,戴尔·迪奇,凯文·卡罗尔,克里斯蒂海瑞,小雷蒙德·亚历山大·查姆,利斯·M·伯克,尼克·伯莱尼,达斯蒂·斯隆格,拉森·汤普森,马修·弗林·贝罗斯,希拉·安布罗西诺,Mariela Garriga,Sean H. Scully
Nick Champa,Taylor Tunes,Kyle English
亨利·托马斯,派屈克·福吉特,妮基·艾考克斯,迈克尔·珊农,缪斯·沃森,小马克·布恩,艾赛亚·华盛顿,Harris Mann,Melanie Abramoff,Donna Biscoe,Brian Bremer,Russell Durham Comegys,David Dwyer,Michael Faella,Steve Green
安伯·珀金斯,蕾切尔·奎恩,迪恩·维特,Jael Elizabeth Steinmeyer,王仲欣,Brittany Hingle,Carolina Sabate,Trigve Hagen,Rudy Galvan,艾普尔·斯图瓦特,John K. Frazier,Tammy Klein,Lauren Leah Mitchell,Jon Simonelli,Craig Stoa,尼基·克里斯蒂,安德鲁·道布勒
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