Saat Scotty (Simon Pegg), Bones (Karl Urban) serta kru dari USS Enterprise sudah menempuh setengah perjalanan dari misi, tiba-tiba mereka diserang oleh alien dan terpaksa harus meninggalkan kapal. Terdampar di Starbase Earhart, sebuah planet tak berpenghuni, para kru menemukan diri mereka di dalam pertarungan dengan musuh baru yang kejam.