Фильм «Стартрек: Бесконечность» продолжает историю команды корабля «Энтерпрайз» и показывает их уже в разгаре пятилетней миссии. Прошло примерно три года постоянных полётов, исследований и заданий, и герои начинают немного уставать от однообразия.
В начале мы видим, что капитан Джеймс Кирк чувствует внутреннюю пустоту. Он когда-то мечтал о приключениях, но теперь понимает, что каждый день похож на предыдущий. Он даже подаёт заявку на повышение — хочет стать вице-адмиралом и остаться на базе, а не летать дальше. При этом он предлагает назначить Спока новым капитаном «Энтерпрайза».
Команда прибывает на огромную космическую станцию Йорктаун. Это не просто база, а целый город в космосе, с искусственной гравитацией, зданиями и даже чем-то вроде улиц. Здесь экипаж получает отдых.
Все занимаются своими делами. Сулу встречается со своей семьёй — у него есть муж и маленькая дочь. Скотти продолжает чинить корабль, потому что «Энтерпрайз» уже изрядно изношен. Спок и Ухура решают временно расстаться — у них напряжённые отношения. А сам Спок получает печальную новость: его старшая версия, тот самый Спок из другой временной линии, умер. Это сильно на него влияет.
Не успевает команда как следует отдохнуть, как появляется новая миссия. К станции подлетает спасательная капсула с женщиной по имени Калара. Она говорит, что её корабль потерпел крушение в неизвестной туманности, и просит помощи.
Кирк решает отправиться на выручку. «Энтерпрайз» направляется в туманность — это опасное и неизученное место. Когда они входят внутрь, связь ухудшается, приборы работают нестабильно.
И тут происходит внезапная атака. На корабль налетает огромная стая маленьких кораблей — словно рой. Они действуют слаженно и очень агрессивно. За считанные минуты «Энтерпрайз» оказывается практически беззащитным. Эти дроны буквально разрывают корпус корабля на части.
Командует атакой загадочный противник по имени Кралл. Его цель — не просто уничтожить корабль, а захватить некий артефакт, который находится на борту. Этот предмет называется абронат — древняя вещь, найденная во время одной из прошлых миссий.
Кирк понимает, что корабль не спасти, и отдаёт приказ покинуть его. Команда эвакуируется в спасательных капсулах. Сам «Энтерпрайз» распадается и падает на ближайшую планету — Алтамид.
После крушения команда оказывается разбросана по планете. Многие попадают в плен к Краллу. Среди них Сулу и Ухура. Кралл допрашивает их, пытаясь узнать, где находится абронат.
Кирк оказывается вместе с Чеховым и той самой Калара. Они находят обломки корабля. Но Кирк начинает подозревать, что всё было подстроено. Он понимает, что Калара знала об атаке заранее. В итоге он вынуждает её признаться — она шпион Кралла. Во время попытки побега она погибает.
В другой части планеты доктор Маккой и раненый Спок пытаются выжить и найти остальных. Спок серьёзно ранен, и Маккой буквально тащит его на себе. По дороге они разговаривают, и Спок признаётся, что собирается уйти из флота, чтобы помочь своему народу — выжившим вулканцам.
Тем временем Скотти спасает девушка по имени Джайла. Она живёт одна и прячется от Кралла. Она приводит Скотти к своему убежищу — это старый корабль «Франклин», который считался пропавшим больше ста лет назад.
Постепенно выжившие собираются вместе: Кирк, Чехов, Маккой, Спок и Скотти. Они понимают, что Кралл хочет получить абронат, чтобы завершить создание опасного биологического оружия.
Кралл действительно получает артефакт. Он объединяет его части и активирует устройство. Его план — уничтожить станцию Йорктаун, а затем начать войну против всей Федерации.
Кирк и команда освобождают пленных членов экипажа, но Кралл уже улетает с оружием, направляясь к станции.
Тогда герои решают использовать старый корабль «Франклин». Скотти приводит его в рабочее состояние, и они отправляются в погоню.
Во время полёта они пытаются понять, как остановить рой кораблей Кралла. Спок предполагает, что у них может быть слабость — например, к определённым частотам.
Они находят решение: использовать мощный звуковой сигнал. Включают громкую музыку — старую песню — и передают её на высокой частоте. Это нарушает координацию роя, и дроны начинают разрушаться.
Таким образом они пробиваются к станции Йорктаун, куда уже прибыл Кралл.
Параллельно Ухура, Кирк и Скотти узнают правду о Кралле. Оказывается, его настоящее имя — Бальтазар Эдисон. Он был капитаном того самого корабля «Франклин».
Когда-то он был солдатом ещё до создания Федерации. Он не принял идею мира и сотрудничества с бывшими врагами. Для него галактика должна была оставаться местом постоянной борьбы.
Его корабль попал в ловушку на Алтамиде. Команда оказалась отрезана от помощи. Чтобы выжить, они использовали древние технологии, которые продлевали жизнь, но изменяли тело. Со временем Эдисон превратился в Кралла.
Он решил, что Федерация их бросила. И теперь хочет уничтожить её и вернуть мир к войне.
Кирк преследует Кралла внутри станции Йорктаун. Тот активирует биологическое оружие — опасный вирус, который может уничтожить огромное количество людей.
Кирк успевает выбросить устройство вместе с Краллом в открытый космос. Там оружие срабатывает и уничтожает самого Кралла.
Но Кирк сам оказывается в опасности — его выбрасывает в космос. В последний момент Спок и Маккой спасают его на небольшом корабле.
После этого угроза ликвидирована. Станция спасена.
Позже руководство закрывает дело Эдисона и его команды. Кирку снова предлагают повышение до вице-адмирала, но он отказывается. Он понимает, что его место — на корабле, в приключениях.
Спок тоже меняет решение. Он остаётся во флоте и возобновляет отношения с Ухурой.
Джайлу принимают в Академию Звёздного флота — у неё появляется шанс на новую жизнь.
В финале команда собирается вместе, отмечает день рождения Кирка и наблюдает, как строится новый корабль — «Энтерпрайз-А». Это символ нового начала.
После этого они снова отправляются в космос — продолжать свою миссию и искать новые миры.
