一艘巨大的外星無人探測器向地球航來，它不斷地發(fā)出奇特的電波信號：功率強大的信號煮沸了海水，干擾了附近的星艦并造成了廣泛的破壞。此時，詹姆斯·柯克中將與他的船員們在完成了讓斯波克上校復(fù)活的任務(wù)后，駕駛著從克林貢人那搶來的猛禽艦（被改名為“賞金號”）從瓦肯星返航，盡管他們已經(jīng)知道了將面臨軍事法庭的指控：他們被指控盜竊了聯(lián)邦星艦進取號，并對她的毀壞負(fù)有責(zé)任。在此關(guān)頭，尚在恢復(fù)中的斯波克發(fā)現(xiàn)這艘外星探測器正嘗試與地球上的座頭鯨建立聯(lián)系；但不幸的是，早在3個世紀(jì)前座頭鯨就因過度的捕獵而滅絕了。 　　柯克命令“賞金號”進入引力彈射狀態(tài)，利用太陽的萬有引力而穿越時空來到20世紀(jì)后期。星艦于1986年抵達了美國加利福尼亞州的舊金山市，船員們將星艦藏在金門公園的一處草坪上。此后，他們開始尋找能與外星探測器溝通的鯨魚、能將鯨魚裝在星艦上的容器，以及能讓猛禽艦恢復(fù)能源供應(yīng)的物質(zhì)——在星艦穿越時空的旅途中能源幾乎被耗盡?？驴伺c斯波克最終獲得了一位鯨類專家吉莉安·泰勒博士的協(xié)助，她在索薩利托市鯨魚協(xié)會照料兩頭座頭鯨。