우주를 평화롭게 항해하던 USS 엔터프라이즈호 앞에 갑자기 나타난 괴선. 그들의 갑작스런 공격에 엔터프라이즈호는 치명타를 받게 되고 지미 커크 선장은 800명의 선원을 무사히 탈출 시키고 그들을 마지막까지 보호하기 위해 우주선에 남아 있다가 끝내 공중폭발하고 만다. 마지막 셔틀우주선에 타고 있던 그의 만삭인 아내는 공교롭게도 그 순간 아들을 순산을 하게 된다. 그 아이가 바로 짐 커크이다.

아이오와의 들판을 가로 지르는 스포츠카가 있는데 운전자는 다름 아닌 중학생으로 보이는 어린10대가 아닌가. 삼촌의 협박에도 불구하고 차를 훔쳐신나게 달리는 저 괴짜소년은 마로 짐 커크(크리스 파인). 한편 벌칸의 한 학교에서는 우수한 성적으로 졸업하는 학생과 면접을 하고 있다. 더 좋은 길이 있는데도 불구하고 우주 항공대를 가겠다는 스팍(재커리 퀸토)에게 다들 만류를 한다. 벌칸인인 아버지와 지구인 엄마 사이에서 태어난 스팍은 아무래도 지구인이라는 꼬리표 때문에 어릴때부터 따돌림을 당해왔다. 태어나는 순간 아버지를 잃은 커크와 출생의 정체성을 안고 있는 스팍은 그렇게 항공학교에 입교하게 되고 우주항해를 위한 훈련을 받게 된다.물론 스팍이 먼저 우수한 성적으로 졸업하여 이미 부함장이 되어있었다.

자신의 갈길을 찾지못해 방황하던 천방지축 커크와 오직 냉철하고 철두철미한 성격을 가진 스팍과는 처음부터 앙숙으로 지낼수밖에 없었다. 그리고 드디어 엔터프라이즈호를 타고 실전 경험을 하는 고바야시 테스트가 실시하게 되었지만 품행이 방정치 못한 커크는 제외가 되었었다. 따라서 커크는 엔터프라이즈호에 승선 할수 없었는데 절친인 의사 맥코이(칼 어번)의 기치로 몰래 승선하게 되고 언어에 관해서는 자타가 공인하는 우후라(조 샐다나)도 스팍의 동의를 얻어 승선하게 된다.

벌칸의 구조요청을 받고 달려갔지만 이미 네로(에릭 바나)의 드릴공격으로 깊이 파여진 블랙홀로 벌칸이 빨려 들어가고 있었다. 스팍이 직접 내려가 부모를 구하려 했지만 끝내 어머니를 잃고 만다. 간신히 돌아온 스팍을 끝내 화가 나게 만들어 커크는 어느 눈덮인 행성으로 추방되고 그곳에서 미래의 스팍(레너드 니모이)을 만나 큰 도움을 받게 된다. 또 하나의 큰 선물은 기계전문가인 스코티(사이먼 페그)를 만나 같이 돌아오게 된다.

미래의 스팍으로부터 네로 역시 자신의 가족과 더불어 행성을 잃게 되어 복수의 날을 갈아왔던것이고 그모든것의 책임이 커크의 아버지 지미커크에게 있다고 생각해왔던것이다. 그래서 지금의 과거까지 쫓아와 또 한번 대결을 펼치게 된것이다.

워낙 강력한 힘으로 달려드는 네로 일당에게 일방적으로 당할수는 없어 묘안을 짜낸다. 결국 툭탁거리던 커크와 스팍은 몰래 네로의 우주선에 잠입하여 성공적으로 네로를 물리치고 무사히 파이크선장을 구해온다. 이렇게 해서 무사히 돌아온 커크는 공로를 인정받아 훈장을 받음과 동시에 엔터프라이즈호의 함장으로 임명받게 된다. 이렇게 해서 일등 항해사 스팍, 의사 맥코이, 기계담당 스코트, 언어장교 우후라, 조종사 슬로, 항법사 체코프등으로 이루어진 커크의 최정예 요원이 탄생하게 된것이다.

무엇보다 사라질뻔했던 스타트렉을 절묘하게 살려주어 너무 고마웠다. 말그대로 재기에 성공했다. 커크와 그 일행들이 어떻게 구성되었는지를 알수 있었고 새로운 우주 이야기에 관심이 갈수밖에 없었다.더군다나 탄탄한 시나리오가 받혀주고 초호화 배우들을 불러모은 만큼의 시너지 효과를 충분히 얻었다는것을 알수 있었다. 커크(크리스 파인), 맥코이(칼 어번), 스팍(재커리 퀸토), 스코트(사이먼 페그), 우후라(조 샐다나), 슬로(존 조), 체코프(안톤 예친)등 7명의 정예요원말고도 오리지날 스팍(레너드 니모이), 스팍의 어머니(위노나 라이더), 파이크 함장(브루스 그린우드), 네로(에릭 바나)등이 등장하여 영화를 빛내준다.

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