Der in der neutralen Zone, einem entmilitarisierten Weltraumbereich, gelegene Planet Nimbus III war einst ein gemeinsames Projekt der Föderation, der Klingonen und der Romulaner. Darauf sollten Siedler aller drei verfeindeten Völker friedlich wie in einer Freihandelszone leben. Doch der Plan scheiterte, und Nimbus III verkam zu einer Ödnis, die nun von Nomaden, Räubern und Ausgestoßenen bewohnt wird. In dieser Situation erscheint Sybok, der sich, obwohl er Vulkanier ist, überaus emotional verhält. Mit einer Art Hypnose gelingt es ihm, die Siedler zu beeinflussen und die Konsuln der drei Völker gefangen zu nehmen. Die Föderation schickt daraufhin das Raumschiff Enterprise unter dem Kommando von Captain Kirk zu dem Planeten, um die Ordnung wiederherzustellen. Um die Mission beginnen zu können, müssen Kirk und seine Führungsoffiziere den gemeinsamen Urlaub im Yosemite-Park genau in dem Moment abbrechen, als Kirk und McCoy an einem Lagerfeuer Spock zum Mitsingen des Kinderreimes Row, Row, Row Your Boat zu bewegen versuchen. Kirk landet mit seinem Team auf dem Planeten.
Die Mission misslingt jedoch, da Kirks Team in einen Hinterhalt Syboks gerät, mit dem die Konsuln mittlerweile zusammenarbeiten. Kirk und sein Team werden gefangen genommen, und Sybok bemächtigt sich der Enterprise. Von Spock erfährt Kirk, dass Sybok als Kind die streng logische, vulkanische Erziehung ablehnte und deshalb von seinem Volk verbannt wurde. An Bord der Enterprise werden Kirk, Spock und McCoy in einer Arrestzelle eingesperrt. Dabei enthüllt Spock, dass Sybok sein Halbbruder ist. Den Dreien gegenüber gibt Sybok seine wahren Pläne bekannt: Er will mit Hilfe der Enterprise die „Große Barriere“ im Zentrum der Galaxis durchbrechen, da er hinter ihr den mystischen Planeten „Sha Ka Ree“ vermutet, von dem man annimmt, er stelle das bei verschiedenen Völkern der Galaxis überlieferte Paradies dar und werde von Gott bewohnt. Zudem hat Sybok Kirks restliche Crew, darunter Uhura und Sulu, aber mit Ausnahme Scotts, unter seine geistige Gewalt gebracht. Mit der Hilfe von Scott können die drei zunächst aus der Zelle und durch einen Turboschacht fliehen, werden jedoch alsbald wieder aufgegriffen. Die anschließenden Versuche des Sektenführers, auch Kirk, McCoy und Spock zu beeinflussen, scheitern jedoch.
Der Enterprise gelingt als erstem Raumschiff überhaupt die Durchquerung der Barriere, und die Crew entdeckt einen Planeten auf der anderen Seite. Kirk, Spock, McCoy und Sybok brechen zur Oberfläche auf und stoßen auf ein Energiewesen, das sich als Gott ausgibt. Als „Gott“ fragt, ob die Enterprise seine Weisheit in die gesamte Galaxie tragen könne, bekommt Kirk Zweifel und fragt, wozu Gott ein Raumschiff benötige. „Gott“ reagiert ungehalten und schleudert Kirk mit einem Energieblitz zu Boden. Auch McCoy und Spock, die auf eine Antwort drängen, erfahren seinen Zorn. Somit stellt sich heraus, dass es sich bei der Erscheinung nicht um Gott, sondern lediglich ein mächtiges Wesen handelt, das seit langer Zeit hinter der Großen Barriere eingesperrt ist. Es will die Enterprise nur nutzen, um von dem Planeten zu entkommen. Sybok erkennt seinen Fehler und opfert sich, um seinen Kameraden die Flucht zu ermöglichen. Mit Hilfe eines erscheinenden klingonischen Raumschiffs können Spock, McCoy und später auch Kirk von Sha-Ka-Ree entkommen und auf die Enterprise zurückkehren. Zurück im Yosemite-Park, sitzen die drei erneut beim Singen von Row, Row, Row Your Boat am Lagerfeuer.