В далёком будущем человечество, забывшее о поверхности, обрело новую жизнь в недрах планеты. Это мир шахт, где поколения людей в цепях добывают ценные минералы для безжалостного правителя Зайгона и его армии роботов-надсмотрщиков. Существование — это бесконечный труд в обмен на скудные пайки, а любые мысли о солнечном свете и вольном мире считаются опасной ересью.
После трагических событий предыдущего фильма капитан Керк находится на грани отчаяния: он потерял своего первого офицера и друга Спока, а его верный врач Мак-Кой, спасшийся ценой собственного разума, находится под арестом. Надежда возникает с неожиданного визита отца Спока, Зарека, который раскрывает шокирующую правду — сознание Спока было перенесено в тело Мак-Коя перед его гибелью.