Han transcorregut dos anys des que l’Enterprise conclogués la seva segona missió de cinc anys. I les coses per a la tripulació de l’Enterprise han canviat. El capità Kirk ha estat ascendit al càrrec d’almirall de la Flota Estel·lar a la Terra; el Dr. Mc Coi és ara un metge civil; Mr Spock està en Vulcà practicant el Kohlinar (disciplina Vulcaniana per eliminar les emocions); i el nou capità de la nau és William Decker, un excel·lent capità que rivalitza amb Kirk pel comandament de l’Enterprises. L’aparició d’un núvol de centenars de quilòmetres de diàmetre de caràcter destructiu es dirigeix a la terra i només l’Enterprises pot detenir-lo, reunint novament la seva tripulació.