Une entité d'origine extra-terrestre sans précédent se dirige vers la Terre en détruisant tout sur son passage. L'équipage de l'USS Enterprise est chargé de stopper ce nouvel ennemi. Alors que le capitaine Decker se prépare à diriger la mission, il est relevé de ses fonctions et remplacé par le fameux amiral Kirk, absent des commandes du vaisseau depuis trois ans…
A San Francisco, dans le futur. Les progrès technologiques ont permis la création de robots destinés à accomplir des missions militaires périlleuses. Très perfectionnés, ces engins peuvent non seulement se passer de toute assistance humaine, mais éprouver toutes sortes de sentiments et, même, prendre des décisions importantes. Lors d'un test, le robot Eve VIII, créé par la scientifique Eve Simmons à sa propre image, subit un grave traumatisme qui le libère soudain de tout contrôle. Eve VIII commence à errer dans les rues de la ville, expérimentant les tourments émotionnels de sa créatrice. Or, celle-ci est hantée par les souvenirs d'une enfance pénible, marquée par la disparition de sa mère et l'éloignement affectif de son père. Revivant le passé de la jeune femme, le robot sent naître en lui un terrible désir de vengeance...
Alors que Spock, le capitaine Kirk et l'équipage de l'USS Enterprise escortent le chancelier Gordon jusqu'au centre de conférence où il doit signer un accord de paix avec l'Empire klingon, leur vaisseau est attaqué et le chancelier est abattu. Chang, un général Klingon, accuse Kirk, qu'il envoie en compagnie de McCoy sur l'astre de glace Rura Penthe. Spock ne dispose que de quelques jours pour sauver son ami et rétablir la paix menacée.