一艘巨大的外星無(wú)人探測(cè)器向地球航來(lái)，它不斷地發(fā)出奇特的電波信號(hào)：功率強(qiáng)大的信號(hào)煮沸了海水，干擾了附近的星艦并造成了廣泛的破壞。此時(shí)，詹姆斯·柯克中將與他的船員們?cè)谕瓿闪俗屗共松闲?fù)活的任務(wù)后，駕駛著從克林貢人那搶來(lái)的猛禽艦（被改名為“賞金號(hào)”）從瓦肯星返航，盡管他們已經(jīng)知道了將面臨軍事法庭的指控：他們被指控盜竊了聯(lián)邦星艦進(jìn)取號(hào)，并對(duì)她的毀壞負(fù)有責(zé)任。在此關(guān)頭，尚在恢復(fù)中的斯波克發(fā)現(xiàn)這艘外星探測(cè)器正嘗試與地球上的座頭鯨建立聯(lián)系；但不幸的是，早在3個(gè)世紀(jì)前座頭鯨就因過(guò)度的捕獵而滅絕了。
柯克命令“賞金號(hào)”進(jìn)入引力彈射狀態(tài)，利用太陽(yáng)的萬(wàn)有引力而穿越時(shí)空來(lái)到20世紀(jì)后期。星艦于1986年抵達(dá)了美國(guó)加利福尼亞州的舊金山市，船員們將星艦藏在金門(mén)公園的一處草坪上。此后，他們開(kāi)始尋找能與外星探測(cè)器溝通的鯨魚(yú)、能將鯨魚(yú)裝在星艦上的容器，以及能讓猛禽艦恢復(fù)能源供應(yīng)的物...