Deux musiciens de jazz au chômage, mêlés involontairement à un règlement de comptes entre gangsters, se transforment en musiciennes pour leur échapper. Ils partent en Floride avec un orchestre féminin. Ils tombent illico amoureux d'une ravissante et blonde créature, Alouette, qui veut épouser un milliardaire.
Une entité d'origine extra-terrestre sans précédent se dirige vers la Terre en détruisant tout sur son passage. L'équipage de l'USS Enterprise est chargé de stopper ce nouvel ennemi. Alors que le capitaine Decker se prépare à diriger la mission, il est relevé de ses fonctions et remplacé par le fameux amiral Kirk, absent des commandes du vaisseau depuis trois ans...
Alors que Spock, le capitaine Kirk et l'équipage de l'USS Enterprise escortent le chancelier Gordon jusqu'au centre de conférence où il doit signer un accord de paix avec l'Empire klingon, leur vaisseau est attaqué et le chancelier est abattu. Chang, un général Klingon, accuse Kirk, qu'il envoie en compagnie de McCoy sur l'astre de glace Rura Penthe. Spock ne dispose que de quelques jours pour sauver son ami et rétablir la paix menacée.