在电影开始时，进取号-A的船员们正享受着一场悠闲的度假。新命名的进取号因为试航时表现不佳，正停靠在
地球的
太空港中进行整修。在
约塞米蒂国家公园中，
詹姆斯·柯克舰长面临着两个挑战：攀登埃尔凯皮顿山，以及让
史波克上校学会唱露营歌曲。不幸的是，他们的休假被一场突如其来的紧急任务打断：船员们被派遣到荒凉的尼姆巴斯III星上去营救被劫持的人质。
进取号抵达了尼姆巴斯III星，船员们发现绑架者是一名受情感支配的
瓦肯人赛波克——也是史波克的同父异母兄弟，他绑架了
克林贡、
罗慕伦与
联邦的代表。赛波克绑架这些人的目的是为了抢占一艘星舰，因为三名人质的政府肯定有一方要派人来营救他们。
然而赛波克并非恶徒，他运用独特的心灵能力帮助他人战胜自己情感上的创伤，并以此获取了同伙们的信任。以其能力卸下进取号大部分船员抵抗的赛波克的目的，是打算穿位于银河中心的危险能量区域大屏障，拜访位于其中的一个神秘实体。赛波克声称他预感到了实体的存在，并执意循着自己的预感去寻找，以求直接感受到实体的智慧与力量。在航程中，赛波克向持续反对他的柯克、史波克和麦科伊展示自己的能力，表示愿协帮三人释放心中的痛苦，但柯克坚信过去的痛苦与失败是萃炼出自己的人格的一部分，成功拒绝了赛波克的劝诱。
赛波克成功引领进取号穿过未曾有人成功穿越的大屏障，来到一颗神秘的行星沙卡里。柯克、史波克、麦科伊决定协助赛波克，一同乘坐穿梭机登陆，并与那位神秘的实体接触。一开始，这个实体表现出
上帝般的庄严，衪询问这群探险者来到这里的方式，并在知道进取号的存在时要求登船以“将它的力量散布到全宇宙”。但当充满怀疑的柯克问到实体的动机时，他变得暴怒起来。
在意识到“实体”的邪恶本质后，赛波克牺牲自己拖住了这个恶魔；但当柯克等人等待进取号的传送时，进取号却遭到一路尾随而来的克林贡战舰突袭，所幸让史波克说服克林贡大使：命令尾随进取号进入大屏障的克拉去营救柯克而非杀掉他。
《星际旅行5：终极先锋》有着不错的反响，这部电影在太空探险的旅程中，体现出了崇高的精神。它同时也有着喜剧元素，但是太多的幽默是以牺牲著名配角形象的代价换来的。（洛杉矶时报评）