Durante una misión de rescate en la frontera más lejana del espacio, el USS Enterprise es emboscado por Krall, un cruel caudillo militar que ha jurado destruir a la Federación. Después de aterrizar de emergencia en un mundo inexplorado y hostil, el capitán Kirk, Spock y la tripulación, quedan separados y sin medios para escapar. Solamente Jaylah, una guerrera alienígena rebelde, puede ayudarlos a reunirse y a encontrar la forma de escapar del planeta, en una carrera contra el tiempo para evitar que el ejército mortal de Krall desate una guerra galáctica total.