一名天文学家和一个密码解译者发现了一些古代的隧道，不料无意中释放了致命的狮身人面怪物斯芬克斯。要阻止即将到来的灾难，他们必须去解开那些与之有关的复杂且可能致命的谜题。
故事讲述工业革命后几十个世纪，地球已经不再适合人类生存。人们为了适应恶劣的环境而不得不对自身进行物种基因改造。与此同时，为了扩展生存空间，一些勇敢的人类携带着人类科技的结晶，出发前往宇宙各处去寻找可以居住的星球。有一些人找到了新的生存地并繁衍生息，而另一些人却永远消失在宇宙深处。当年从地球出发的探险队中有一支队伍幸运地找到了适合生存的星球，这是一颗被水和植物覆盖的湿地星球，人们将这颗行星命名为沼泽星，随着时间的流逝，他们拥有了新的身体，新的面孔，甚至逐渐淡忘了自己是谁，进而衍变成为新的种族：蛙族人。 历史总是异彩纷呈的，当初人类基因改造‘成就’了蛙族人，也‘成就’了另一批人类后裔－梯族人。残暴的梯族人为了争夺资源、居住地以及当初人类探险队遗留的科技晶体碎片，对蛙族人的领地－－－MALO星系发动了入侵战争。突如其来的侵略打破了蛙族人和平美好的生活，蛙族人康和钢兽本来是军事学院的预备役学员，他们最大的志向就是驾驶AIU重装机甲，成为蛙人国里最显赫的AIU战士。随着战事益发吃紧，蛙族军队损失惨重，康和钢兽这些预备役学员也不得不被派往太空，成为名副其实的AIU战士。 为了提高蛙族的军事科技水平，蛙族将军莫迪冒险潜入梯族人的势力领地，向星际海盗头子魂魄虎购买了一份重要的信息芯片。就在即将完成交易之时，梯族人发现了他的踪迹，并一路追击至蛙族最后的领地－－－通往沼泽星的星际传送门外。AIU战队队长明天豪奉命带领他的部队迎接莫迪将军安全返航，抱着必死的决心，明队长带领全体AIU战士冲出传送门，与早已埋伏好的梯族人展开了激烈的战斗，康和钢兽以及其他战友一直冲在最前方与敌人殊死搏斗。就在蛙族部队逐渐取得战场优势的时候，梯族将军巫帝对勇猛的AIU战士们发起了致命一击，明天豪为解救战友，不惜引爆了随身携带的电磁脉冲弹，生死未卜。另一位AIU战士大炮所驾驶的AIU也被巫帝击毁，为了给队长和大炮报仇，钢兽毅然向比他强大得多的敌人发起了勇猛的进攻……
蕾普莉（西格妮•韦弗 Sigourney Weaver 饰）是首次探险任务遇到异形后的唯一生还者，她一直冬眠直到被救援队救回地球。当她睁开眼睛后，才发现自己已经冬眠了57年！ 期间，人类已经移居到了异形所在的星球。蕾普莉知道后，马上向当局报局该星球上异形的情况，但却被当局认为要么精神不正常，要么谎话连篇。蕾普莉见当局对她的说话不予理睬，便决心不再涉足和异形有关的任何事。 果不其然，在那个异形所在的那个星球上定居的人忽然和地球中断了联系。这时当局才注意到蕾普莉之前汇报的情况，决定派出军队去营救。蕾普莉被说服参与营救行动。 又一场腥风血雨的战斗展开了！
中年男子弗兰克·沃克（乔治·克鲁尼 George Clooney 饰）和身边的女孩凯茜·牛顿（布丽特·罗伯森 Britt Robertson 饰）大吐苦水，他慨叹现代社会充斥了战争、饥饿、灾难以及种种不公，他回忆起自己童年时代的一段经历。当年小小的弗兰克（托马斯•罗宾逊 Thomas Robinson 饰）带着自己的得意发明来到某主题公园，结果却碰了一鼻子灰。而美丽的少女雅典娜（拉菲•卡西迪 Raffey Cassidy 饰）偷偷伸出援手，让他见识了令人咋舌的未来世界。与之相对，凯茜则是对未来充满幻想的阳光女孩，她渴望有朝一日遨游太空。心怀梦想的她甚至私闯NASA，为此惹了不小的麻烦，不过却由此得到一枚神秘的徽章从而结识了弗兰克。 这一老一少的命运相逢，让充满幻想的未来世界不再遥远……
2285年，在与可汗的战斗中损坏的联邦星舰进取号，返回了地球的太空港以进行维修。柯克还在为斯波克的死感到悲伤。麦科伊医生出现了种种异常的行为：如擅自闯入被封锁的斯波克原来的舱房、胡言乱语等，最后他被送进了医院进行精神检查。斯科提被另分派到了联邦星舰精进号。星际舰队指挥部 对新形成的创世星下达了禁入令。柯克被告知，进取号即将除役。 斯波克的父亲沙瑞克找到柯克并告诉他，斯波克的遗体必须返回瓦肯星，否则他的灵魂就不得安息。沙瑞克要求柯克必须回到创世星，寻回斯波克的遗棺并将它带回瓦肯星——而斯波克临死前与麦科伊进行了心灵融合，因此带有斯波克灵魂的麦科伊也必须前往瓦肯星。 可是，星际舰队拒绝让陈旧的进取号离开太空港。从医院出来后听闻消息的麦科伊，企图招募一艘飞船回到创世星。在与人争吵时他被逮捕，但这并没有影响到整个计划：在柯克、斯科特、苏鲁、乌乎拉和切科夫的帮助下麦科伊顺利逃脱，并一同登上了被废弃的进取号。为了避免被追击，斯科提还破坏了精进号的引擎。六名伙伴冒着毁掉毕生事业的风险，驾驶进取号航向创世星。 其间，克林贡人得知了创世计划和创世星的消息。由于担心联邦将其改造为一种新式武器，克鲁格船长率领一艘克林贡猛禽战舰，去夺取或摧毁这一战略性的武器。 在联邦星舰葛瑞森号上，戴维·马库斯博士与莎维可上尉在创世星的轨道上进行着科学观测。他们很快便在地面上发现了生命形式，出于好奇心的驱使，他们俩传送上了星球表面并发现了斯波克空荡的遗棺。循着生命形式的读数，他们发现了幼年斯波克的活体：成长速度奇快，但却没有意识或灵魂。 克林贡人在此时也抵达了创世星，他们摧毁了葛瑞森号并抓获莎维可、马库斯和少年的斯波克作为人质。不一会，进取号也抵达穆塔拉星区（Mutara Sector），很快就被克鲁格与他的一群克林贡战士攻击到瘫痪。由于克林贡人威胁将夺去人质的生命，柯克使用了一个计谋来重新掌控局势，但并未成功。戴维·马库斯随后被克林贡人杀害。由于没有其他的选择，柯克只得向克林贡人投降。柯克为了重新占据上风，冒死一搏启动了进取号的自毁程序。进取号的船员随后传送上了创世星，目睹着进取号在一片亮光中毁灭，同时也捎带上了克鲁格大部分的战士。 柯克最终与他的团队从克林贡人手中营救了斯波克与莎维可，并在与克鲁格的一对一战斗中杀死了他。由于创世星独特的力量，斯波克的遗体得以重生，并随着创世星衰老的速度迅速地成长。在离开不稳定的创世星时，斯波克刚好达到死亡前的年龄。在登上夺来的猛禽舰时，创世星开始了剧烈的爆炸。 在沙瑞克的庇护下，猛禽舰抵达了瓦肯星。在经历了危险的“浮图邦术”仪式后，斯波克的灵魂离开了麦科伊的意识回到了自己的身体中。仪式最终成功，复活的斯波克开始重新回忆他的过去与朋友。他问进取号的船员们，为什么要冒着失去生命与毁掉事业的危险营救他；柯克告诉他，有些时候需要“牺牲小我，成全大我”。
