К звёздам начинается в недалёком будущем, где освоение космоса уже стало частью человеческой амбиции, но не избавило людей от одиночества. Капитан Клиффорд Макбрайд много лет назад возглавил «Проект Лима», экспедицию по поиску внеземной жизни, и исчез в районе Нептуна. Для человечества он остался легендой, для сына Роя — почти недостижимой фигурой, чьё отсутствие определило всю жизнь.
Респектабельная жизнь профессора философии Эвана Берча начинает рушиться по мере того, как появляются подробности о его неподобающем поведении со студентками. Кроме того, мужчина становится центральным подозреваемым в деле об убийстве одной из слушательниц его курса.
Сэт работает в приюте для животных и ведёт довольно скучную жизнь. Однажды он сталкивается со своей школьной любовью Холли и становится буквально одержим девушкой. После пары неудачных попыток пригласить Холли на свидание Сэт решает проблему экстремально - забирается к ней домой, вкалывает транквилизатор, привозит девушку в собачий приют и запирает в клетке.
Вернувшись на Землю, команда корабля «Энтерпрайз» обнаруживает, что деятельность и принципы их организации подорваны изнутри. Флот скован необъяснимым ужасом и бездействует, пока мир все глубже погружается в бездну. Капитан Кирк берет на себя руководство операцией по поимке злодея, ответственного за этот хаос и способного уничтожить все человечество.