Admirál Kirk na Akademii Hvězdné flotily sleduje test Kobayashi Maru, který skládá Spockova chráněnka Saavik a další kadeti. Potom se s Enterprise pod velením kapitána Spocka vydává na běžný tréninkový let.

Na vesmírné vědecké stanici Regula I se tým doktorky Carol Marcusové, Kirkovy známé z minulosti, a jejího syna Davida připravuje na konečné stádium projektu Genesis, který by dokázal vytvořit živou planetu z mrtvého vesmírného tělesa – ale také zničit veškerý život, který by tam případně existoval. Pro experiment dr. Marcusové pátrá po zcela mrtvých planetách U.S.S. Reliant pod velením kapitána Terrella, na němž teď slouží Chekov. Na Ceti Alpha VI narazí na Khana Nooniena Singha (viz epizoda TOS Space Seed), kterému se díky parazitům – cetianským úhořům – podaří ovládnout Terrella a Chekova a obsadit Reliant. Khan je rozhodnut získat Genesis a především pomstít se Kirkovi.

Když se dr. Marcusová obrátí ke Kirkovi o pomoc, přebírá Kirk velení Enterprise a spěchá k Regule I. Cestou se střetne s Reliantem. Khanovi se podaří Enterprise značně poškodit, nakonec ale Kirk nezkušenou Khanovu posádku obelstí, Reliant poškodí a přinutí ho stáhnout se. Na stanici naleznou pouze zavražděné členy vědeckého týmu a Chekova s Terrellem, které tam Khan zanechal. Výsadek se potom přenese do nitra planetoidu na koordináty nastavené na transportéru, kam unikla dr. Marcusová s Davidem a torpédem Genesis. Terrell, stále ovládaný Khanem, mu předá transportní koordináty torpéda, avšak povel zabít Kirka splnit nedokáže – obrátí phaser sám proti sobě. Khan potom uvolní i Chekova.

V nitru planetoidu čeká Kirk na přenos na Enterprise a dozvídá se, že David je jeho syn. Zpět na palubě Enterprise se rozhoduje, že vyláká Khana do nedaleké mlhoviny Mutara. Tam se mu podaří Khanovu loď fatálně zasáhnout. Ten však dokáže nejprve ochromit Enterprise a zbavit ji warpového pohonu a potom i odpálit torpédo Genesis, jehož výbuch by definitivně zničil obě lodě.

Spock, když vidí, v jak beznadějné situaci se nacházejí, odchází nepozorován do strojovny, kde spraví warpové jádro, a Enterprise se podaří před explozí torpéda uniknout. Spock však byl přitom vystaven smrtelné dávce radiace a v zápětí umírá.