Originaltitel: The Motion Picture (1979)

Die Erde wird von einem fremdartigen Raumschiff, das in eine riesige Energiewolke eingehüllt ist, bedroht. Das Schiff zerstört alles, was sich auf seiner Flugbahn befindet. Währenddessen steht die U.S.S. Enterprise kurz vor dem Ende einer Generalüberholung, die vom neuen Captain des Schiffes, Captain Willard Decker, überwacht wird.

Doch da kommt plötzlich Admiral Kirk an Bord und übernimmt, sehr zum Unwillen des jungen Decker, wieder das Kommando auf "seiner" Enterprise. Nachdem Kirk schließlich auch seinen alten Kameraden "Pille" McCoy herbeigerufen hat, ist die alte Enterprise-Crew wieder fast vollständig vereint. Nur Spock, der sich auf Vulkan dem "Kolinar" unterzieht, ist nicht anwesend.

Der Flug zu dem unbekannten Gefährt erweist sich als schwieriger als angenommen, denn der Warp-Antrieb der Enterprise funktioniert noch nicht einwandfrei, so dass sich dadurch schließlich ein künstliches Wurmloch bildet, in dessen Inneren die Enterprise beinahe zerstört wird. Doch kurze Zeit später erhält die Besatzung Verstärkung von ganz unerwarteter Seite: Niemand anderes als Spock kommt mit einem Transportshuttle an Bord der Enterprise. Er hilft Scotty, den Antrieb des Schiffes zu reparieren. Des Weiteren behauptet Spock, mit dem fremden Raumschiff in Kontakt zu stehen...

Als die Enterprise schließlich bei der Energiewolke ankommt, scheitern alle Kommunikationsversuche mit der fremden Macht. Während das Sternenflottenschiff tiefer in die Wolke eindringt, wird es gescant, und schließlich wird Lt. Ilia, eine kahlköpfige Deltanerin und ehemalige Geliebte Deckers, von der fremden Macht entführt.

Einige Zeit später wird auf der Enterprise Eindringlingsalarm ausgelöst: Man findet ein Maschinenwesen, das äußerlich die Gestalt der entführten Ilia hat. Das Wesen hat die Aufgabe, mit der Crew der Enterprise in Kontakt zu treten. Kirk erfährt von ihm, dass das Wesen, welches die Erde bedroht, den Namen V'ger trägt und auf der Suche nach seinem Schöpfer ist. Daraufhin beschließt Spock eigenmächtig und ohne Absprache mit dem Rest der Crew, mit Hilfe eines Raumanzuges mit Raketenantrieb, tiefer in die Wolke einzudringen. Kurz bevor er dort das Bewusstsein verliert, stellt er fest, dass das Innere der Wolke aus einer äußerst komplexen Maschine besteht. Durch einen Trick gelingt es Kirk später, von V'ger die Erlaubnis zu erhalten, in das Innere der Wolke zu gelangen. Zusammen mit Spock und Decker macht er dort eine erstaunliche Entdeckung.