43 yaşındaki bir anne ve evkadını olan Peggy (Kathleen Turner) boşanma ile karşı karşıyayken keşke herşeyi başa alabilsem diye düşünüyor. Çünkü onun bugünlere gelmesini sağlayan olaylar dizisi aslında Peggynin mezuniyet balosuna yakın bir zamanlarda başlamıştır. Peggy Sue birdenbire kendini yeniden o günlerde buluyor ve bir mucize eseri ona verilen bu fırsatı değerlendirmeye çalışıyor.

Kirk ve ekibi Dünya gezegeninde yargılanmayı beklemektedir. Suçları Yıldızgemisi Atılganı kaçırmaktır (Uzay Yolu 3). Ancak birdenbire yeni bir maceraya sürükleneceklerdir.Uzaydan gelen bir nesne dünyayı yoketmek istemektedir çünkü çok uzun zamandır iletişim kurduğu bir uzaylı memeli türün 23. yüzyılda soyu tükenmiştir. Garip bir şekilde bu canlı türünün dev balinalar olduğu ortaya çıkar.Kirk, Spock ve ekibin geri kalanı 1986 yılının San Fransiscosuna zaman yolculuğu yaparlar. Burada kültür şoku yaşayan kahramanlarımız bir yandan kimliklerini gizlemek bir yandan da yanlarında geleceğe götürmek için dostcanlısı bir balina bulmak zorundadır.