副总统的突然去世将民主党参议院莱恩（琼·艾伦 Joan Allen 饰）推向了风口浪尖，她被提名为最佳总统候选人，如果莱恩当选，那她将成为美国历史上第一位女性总统。莱恩的性别很快就成为了保守党们激烈攻击的目标，其中要属谢力（加里·奥德曼 Gary Oldman 饰）的攻击性最强。 谢力是一个老谋深算阴险狡诈的老政客了，他是那种为了达到目的可以不惜一切手段的男人。谢力不知道从哪里挖出了莱恩大学时代的黑历史，这段历史的曝光不仅将影响莱恩此次的竞选，而且有可能毁掉她的政治生命乃至个人生活。为了捍卫自己的权利，莱恩必须勇敢的站在聚光灯下进行反击。
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……
