Фильм продолжает путь капитана Кирка и экипажа звездолёта «Энтерпрайз», отправляясь в новые космические приключения. На фоне обостряющихся конфликтов команда сталкивается не только с неизведанными опасностями, но и с последствиями прошлых решений. Ромуланцы, скрывающие давнюю враждебность к Федерации, демонстрируют новое мощное оружие, рассчитанное на подавление сопротивления и способное перерасти в угрозу для всей галактики. Появляются тревожные признаки непредсказуемых последствий: техника ведёт себя странно, а взаимное доверие внутри команды подвергается тяжёлым испытаниям. Кирк вынужден принимать рискованные решения, ведь одна ошибка может обернуться гибелью корабля и непоправимыми потерями людей. Экипаж «Энтерпрайза» вынужден переосмыслить старые подходы, а дружба между ветеранами и новичками проходит суровую проверку. По мере расследования появляются секреты и драматические моменты, возникают новые союзы, которые могут изменить расстановку сил в регионе. В финале капитан находит в себе смелость вести корабль через бурю, защищая близких и общее дело Федерации.
Этот сериал «официально» не считается частью франшизы. Кинокомпания Paramount Pictures, которая владеет правами на саму франшизу и её название, дала продюсерам сериала разрешение снять сериал при условии, что он не будет использован для получения прибыли.
Авторы проекта сделали всё, чтобы он как можно меньше отличался от оригинального сериала, вплоть до того, что использовали винтажные материалы при сооружении съёмочных площадок, декораций и костюмов (правда, не без некоторых технологических новшеств, как, к примеру, жидкокристаллические экраны вместо диапозитивов или катушек плёнки). Автор сценария и режиссёр проекта Дэвид Джеррольд в шутку утверждал, что новые съёмочные площадки получились более аутентичными, чем оригинальные съёмочные площадки.
По завершении съёмок декорации сериала « Звёздный путь: Новые приключения », располагавшиеся в городе Тикондерога штата Нью-Йорк, стали экспонатами единственной существующей в мире выставки Star Trek Set Tour, где теперь ежегодно проходит собрание поклонников франшизы под названием «Трекондерога» (игра слов с применением англ. названия франшизы – Star Trek).