Während der Botschafter der Klingonen die Auslieferung von Admiral Kirk (William Shatner) fordert, befindet sich dieser samt Crew im Exil auf dem Planeten Vulkan. Nach drei Monaten beschließen Kirk und seine Mannschaft, zur Erde zurückzukehren und die Verantwortung für die Geschehnisse rund um das Genesis-Projekt zu übernehmen.
Gleichzeitig nähert sich eine Sonde der Erde, deren Signale sämtliche Energiesysteme zusammenbrechen lassen. Spock (Leonard Nimoy) stellt fest, dass die Signale scheinbar an Buckelwale gerichtet sind. Da diese ausgestorben sind, entschließt man sich in die Vergangenheit zu reisen um sie ins 23. Jahrhundert zu holen.