Projet Genesis, vengeance de Khan et mort de Spock

En 2285, l'USS Reliant cherche une planète sans vie pour tester le projet Genesis, un dispositif mis au point par la docteure Carol Marcus et son fils David, capable de transformer un monde mort en monde vivant en quelques minutes. Arrivés sur ce qu'ils croient être Ceti Alpha VI, le commandant Chekov et le capitaine Terrell découvrent Khan Noonien Singh, exilé quinze ans plus tôt sur Ceti Alpha V. L'explosion de la planète voisine a transformé la colonie en désert et tué nombre des siens, dont son épouse.

Khan s'empare du Reliant, vole Genesis et se lance à la poursuite de Kirk, devenu amiral et chargé d'une croisière d'entraînement à bord de l'Enterprise. Après une attaque surprise qui paralyse l'Enterprise, Kirk déjoue Khan dans la nébuleuse Mutara, où les deux vaisseaux se battent presque à l'aveugle. Mortellement blessé, Khan déclenche Genesis pour entraîner son ennemi dans la mort.

L'Enterprise ne peut fuir que si sa distorsion est rétablie. Spock entre dans la salle des machines inondée de radiations et la répare, sauvant le vaisseau au prix de sa vie. Son corps est déposé sur la nouvelle planète Genesis née de l'explosion, et Kirk apprend que David Marcus est son fils.