Die von der Auseinandersetzung mit Khan beschädigte Enterprise befindet sich auf dem Weg zurück zur Erde. Kurz vor Ankunft bricht Dr. McCoy in Spocks einstiges Quartier auf der Enterprise ein, wo ihn Kirk desorientiert vorfindet. McCoy versucht später, illegal zu dem zur Verbotszone erklärten Genesis-Planeten zu gelangen, wird jedoch aufgegriffen und soll in eine psychiatrische Klinik der Sternenflotte gebracht werden.
Sarek, der vulkanische Botschafter und Vater von Spock, sucht Kirk auf. Kirk erfährt, dass nur Spocks Körper verstorben ist, seine Katra (sein Geist) aber in McCoy weiter existiert. Sarek macht Kirk klar, dass Spock und McCoy nur gerettet werden können, wenn McCoy und Spocks Körper nach Vulkan zum Berg Seleya gebracht werden, um dort Spocks Katra aus McCoy zu holen und wieder mit Spocks Körper zu vereinen. Kirk bittet die Sternenflotte, mit der Enterprise und McCoy nach Genesis fliegen zu dürfen, erhält jedoch eine Absage. Daraufhin befreit Kirk McCoy und kapert zusammen mit Uhura, Sulu, Chekov und Scott die zur Demontage vorgesehene Enterprise. Zuvor hatte Scott den neuartigen Transwarp-Antrieb des vor seinem Jungfernflug stehenden Raumschiffs Excelsior sabotiert, um einer Verfolgung vorzubeugen. Mit nur fünf Mann Besatzung fliegt die Enterprise zum Planeten Genesis.
Währenddessen sind Saavik und Kirks Sohn David Marcus an Bord der USS Grissom nach Genesis geflogen, um den Planeten zu untersuchen. Sie stellen nicht nur zwei Lebensformen fest, sondern auch, dass Spocks Sarg leer ist. Sie finden eine niedere Lebensform, welche sich in enormer Geschwindigkeit aus Mikroben von Spocks Sarg entwickelt haben. Sie stoßen auf einen vulkanischen Knaben, der rasch von einem Kind zum Erwachsenen heranwächst. Saavik identifiziert das Kind als Spock, dessen Körper sich rasch entwickelt, geistig aber zurückbleibt. David erklärt Spocks körperlichen Zustand mit dem Genesis-Phänomen, das zur Regeneration von Spocks Körper führte. David muss erkennen, dass der Planet Genesis nicht nur rapide altert, sondern auch instabil ist und bald zerbrechen wird.
Der klingonische Kommandant Kruge hatte von dem Genesis-Projekt erfahren und will die aus seiner Sicht „ultimative Waffe“ in seine Gewalt bringen. Er dringt in die Sperrzone von Genesis ein und trifft auf das Forschungsschiff USS Grissom, das einer seiner Offiziere umgehend zerstört. Da Saavik, David und Spock sich noch auf dem Planeten befinden, lässt er sie von seinen Männern als Geiseln nehmen, um so an das Geheimnis von Genesis zu gelangen.
Als die Enterprise in der Umlaufbahn von Genesis eintrifft, wird sie vom klingonischen Schiff funktionsunfähig geschossen. Kirk versucht einen Bluff und fordert die Kapitulation der Klingonen. Kruge wittert jedoch eine Falle, er fordert seinerseits die Übergabe der Enterprise und die Herausgabe der Genesis-Unterlagen. Er unterstreicht seine Forderung, indem er eine der Geiseln töten lässt – Kirks Sohn David. Geschockt vom Tod seines Sohnes entschließt sich Kirk, Kruge in einen Hinterhalt zu locken. Dazu willigt er zum Schein in die Kapitulation ein, woraufhin Kruge seine nahezu gesamte Besatzung zum Entern auf die Enterprise schickt. Kirk und hat jedoch die Selbstzerstörung aktiviert, und statt das Enterkommando zu empfangen, beamen sie sich auf den Planeten. Kurz darauf explodiert die Enterprise mitsamt dem klingonischen Enterkommando.
Auf dem Genesis-Planeten, der bereits beginnt, auseinanderzubrechen, kann Kirk Kruge dazu bringen, seine Crew und Saavik auf das klingonische Raumschiff zu beamen. Kruge verweigert jedoch, auch Spock heraufbeamen zu lassen, um ein Druckmittel in der Hand zu halten. So kommt es zwischen beiden zum Kampf, wobei es Kirk gelingt, den Klingonen in den Abgrund zu stoßen. Nachdem er im letzten Moment mit Spock auf das Klingonenschiff gebeamt wird, übernimmt er das Schiff und begibt sich mit seiner Crew nach Vulkan, wo sie von Sarek und Uhura erwartet werden. Dort führt die Hohepriesterin T’Lar ein rituelles Zeremoniell durch, um Spocks Katra von McCoy auf Spocks Körper zu übertragen. Spock erkennt seine Freunde wieder und McCoy ist seine Wahnvorstellungen los.