
A bálnák mentésének is megvolt az oka. Egy óriási idegen szonda érkezik a Földhöz, és különlegesen erős jeleket sugároz a planétára, melynek következtében elszívja a közelben lévő hajók energiáját, és felforralja a tengereket. James T. Kirk kapitány és csapata éppen Spockért megy a Vulcanra, amikor értesülnek a flottától a Földnél kialakult helyzetről. Kirk tudja, hogy a flotta nem lesz túl boldog, hiszen a USS Enterprise megsemmisült, ezért egy ellopott klingon hajóval indulnak a Föld felé.
Spock, aki még szellemileg még mindig regenerálódik (mert ugyebár feltámadt, a Khan haragjában megmurdelt, de a Spock nyomában című részben visszatért), rájön, hogy az idegen szonda a hosszúszárnyú bálnákkal próbál kapcsolatot felvenni. Azért velük, mert a faj amely a szondát építette, legutóbbi (több tízezer évvel ezelőtti) látogatásakor, még a bálnák voltak a legintelligensebb blahblahblah faj a Földön. Ezeket az élőlényeket azonban az emberiség három évszázaddal ezelőtt, a vadászatnak köszönhetően kiirtotta.
Kirk parancsba adja, hogy kezdjenek az űrhajóval a Nap körül nagy sebességgel keringeni, mert így a csillag nagy gravitációs tere, és a fénysebességnél gyorsabb haladás révén visszautazhatnak az időben. A művelet sikerrel zárul, melynek köszönhetően 1986-ban találják magukat. A legénység a hajót álcázza, és leszállnak a kaliforniai San Franciscóban (a Golden Gate Parkban). Szerencsére a közelben rábukkannak két bálnára, melyek alkalmasak a szondával való kommunikációra, továbbá olyan alapanyagokra, melyekkel megépíthető a bálnák szállítására szolgáló medence.
Ráadásul Kirk és Spock elnyerték dr. Gillian Taylor bálnabiológus támogatását is, aki a bálnákat gondozza a sausalitói Tengerek élővilága aquaparkban.
Miután leküzdötték a legfőbb gondokat (beleértve meggyőzni Taylort, hogy a jövőből jöttek), az Enterprise legénységének sikerül kimenteni a két bálnát az aqua parkból, visszatérnek a jövőbe és megmentik a Földet.
A legénység azonban hadbíróság elé kerül, mivel több szabályt is súlyosan megszegtek (ezek a korábbi filmekben történtek). A vádlottakat hősies tetteik miatt felmentik, kivéve Kirk admirálist, akit „büntetésből†lefokoznak kapitányi rangra, és a USS Enterprise-A-ra vezénylik. Dr. Taylor, aki a legénységgel együtt visszatért a 23. századba, úgy dönt, hogy belép a csillagflottába, mint tudományos tiszt.