De zwaar gehavende Enterprise keert huiswaarts. De bemanning is enigszins opgelucht dat ze heelhuids uit een aantal hachelijke situaties geraakt zijn. Jammer genoeg heeft Spock (Leonard Nimoy) het leven gelaten. Kapitein James T. Kirk (William Shatner) is danig aangeslagen om het verlies van zijn beste vriend. Eénmaal aangekomen krijgt de hele bemanning verlengd verlof behalve Scotty (James Doohan) die de opdracht krijgt in de machinekamer van het gloednieuwe ruimteschip Exelsior het team te gaan versterken. Kirk krijgt ondertussen bezoek van Sarek (Mark Leonard), Spock’s vader die hem meedeelt dat de geest van zijn zoon nog verderleeft in een ander lichaam en nog kan gered worden. Kirk wil terstond een reddingsmissie opstarten om het lichaam van Spock naar zijn thuisplaneet terug te brengen. De Federatie echter wil de Enterprise buiten dienst stellen en een ander ruimteschip krijgen ze niet ter beschikking. De oude bemanning steelt dan maar de Enterprise en zet koers richting Genesis, een verboden planeet waar Spock’s lichaam werd naartoe gestuurd. Kirk en de zijnen zullen echter moeten afrekenen met strijdlustige Klingons die onder leiding van Kruge (Christopher Lloyd) op zoek zijn naar een ingenieuze bom en deinzen zelfs niet terug om Kirk’s zoon gevangen te nemen om hun doel te bereiken...