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.

Amiral Kirk ve ekibi amansız düşman Khanı sonunda yoketmeyi başarmıştır ama bu uğurda Mr Spock hayatını feda etmiş ve Doktor McCoy çaresiz bir hastalığa yakalanmıştır.Yıldızgemisi Atılgan, Spockın cesedini almak üzere son bir kez Genesis gezegenine doğru yola çıkar. Ancak gözüpek mürettebatı bu kez hiç ummadıkları bir mücadele beklemektedir.