L'équipe de l'Enterprise croise la route de Khan, un vieil ennemi fermement résolu à se venger de l'amiral Kirk qui l'avait banni sur une planète déserte. Pour accomplir son dessein, il s'empare du célèbre vaisseau afin de transporter une arme extrêmement dangereuse qui pourrait détruire la planète Terre. Aveuglés par la haine qu'ils éprouvent l'un pour l'autre, Kirk et Khan vont alors se livrer un combat à mort dont les dommages pourraient s'avérer collatéraux.