Sequel del reboot di Star Trek. Quando l'equipaggio dell'Enterprise viene richiamato a casa, scopre che una forza inarrestabile, proveniente dall'interno della loro stessa organizzazione, ha fatto esplodere la flotta e tutto ciò che rappresenta, lasciando il nostro mondo in uno stato di crisi. Con un conto in sospeso, il Capitano Kirk (Chris Pine) guida una caccia all'uomo in una zona di guerra per catturare un'arma di distruzione di massa (Benedict Cumberbatch). Mentre i nostri eroi vengono spinti in un'epica partita a scacchi tra la vita e la morte, l'amore sarà messo a dura prova, le amicizie saranno lacerate e si dovranno fare dei sacrifici per l'unica famiglia che Kirk ha lasciato: il suo equipaggio.
Dopo l'uscita di Star Trek, Abrams, Burk, Lindelof, Kurtzman e Orci hanno accettato di produrre il sequel. Le riprese sono iniziate nel gennaio 2012. Gli effetti visivi di Into Darkness sono stati creati principalmente da Industrial Light & Magic. Il film è stato convertito in 3D durante la fase di post-produzione. È stato presentato in anteprima all'Event Cinemas di Sydney, in Australia, il 23 aprile 2013 ed è stato distribuito il 9 maggio in Australia, Nuova Zelanda, Regno Unito, Europa e Perù e in seguito in altri paesi.
Il film è stato proiettato nei cinema IMAX negli Stati Uniti e in Canada il 16 maggio e nei cinema di formato standard il giorno successivo. Into Darkness è stato un successo finanziario e ha ricevuto recensioni positive dalla critica. Il suo incasso di oltre 467 milioni di dollari in tutto il mondo lo ha reso il film che ha incassato di più nel franchise di Star Trek. È stato nominato per i Migliori effetti visivi all'86ª edizione degli Academy Awards. È stato seguito da Star Trek Beyond nel 2016.
Nel 2259, il Capitano James T. Kirk viene rimosso dal comando della nave stellare USS Enterprise per aver violato la Prima Direttiva dopo aver esposto la nave agli abitanti primitivi del pianeta Nibiru per salvare loro e Spock da una cataclismatica eruzione vulcanica. L'ammiraglio Christopher Pike viene reintegrato come ufficiale comandante e Kirk viene degradato a primo ufficiale. Spock viene trasferito su un'altra nave. Poco dopo, l'ufficiale della Flotta Stellare Thomas Harewood, inviato dal comandante John Harrison, bombarda un'installazione della Sezione 31 a Londra. Durante una riunione d'emergenza sulla situazione, Harrison usa una nave per tendere un'imboscata e uccidere Pike e altri ufficiali superiori, prima di trasportarli su Kronos, il mondo natale dei Klingon ostili.
L'ammiraglio Alexander Marcus reintegra Kirk e Spock sull'Enterprise con l'ordine di uccidere Harrison utilizzando un nuovo siluro stealth a lungo raggio. L'ingegnere capo Montgomery Scott si oppone a far salire a bordo siluri non testati senza conoscerne le specifiche; quando viene respinto, si dimette. Kirk assegna a Pavel Chekov il compito di sostituire Scotty. Durante il viaggio verso Kronos, le capacità di curvatura dell'Enterprise si disattivano. Kirk guida una squadra con Spock e Uhura verso il pianeta, dove subiscono un'imboscata da parte di pattuglie Klingon. Harrison appare e uccide i Klingon. Harrison si arrende quando scopre il numero esatto di siluri a bordo dell'Enterprise.
Il dottor Leonard McCoy e la figlia di Marcus, la dottoressa Carol Marcus, aprono un siluro su richiesta di Harrison, rivelando che i siluri contengono esseri umani congelati criogenicamente. Harrison viene portato nella cella dell'Enterprise, dove rivela la sua vera identità di Khan Noonien Singh, un superuomo geneticamente modificato, risvegliato dall'ammiraglio Marcus da secoli di sonno e costretto a sviluppare armi avanzate. Khan rivela che Marcus ha sabotato il motore a curvatura dell'Enterprise, con l'intenzione di far distruggere la nave ai Klingon dopo che questa aveva sparato su Kronos, scatenando la guerra con l'Impero Klingon. Khan dà a Kirk anche una serie di coordinate che Kirk chiede a Scott di esaminare. Scott scopre che le coordinate portano a una struttura segreta della Flotta Stellare.
L'Enterprise viene intercettata da una nave da guerra della Flotta Stellare molto più grande, la USS Vengeance, comandata dall'ammiraglio Marcus. Marcus chiede a Kirk di consegnare Khan, ma l'Enterprise fugge sulla Terra per smascherarlo. Dopo che la Vengeance mette fuori uso l'Enterprise vicino alla Luna, Carol rivela la sua presenza a bordo dell'Enterprise per fermare l'attacco. Marcus trasporta con la forza Carol sulla Vengeance prima di ordinare la distruzione dell'Enterprise. La Vengeance perde energia dopo essere stata sabotata da Scott, che si è infiltrato nella nave. Con i teletrasporti fuori uso, Kirk e Khan, grazie alla conoscenza di quest'ultimo del progetto della nave da guerra, saltano nello spazio verso la Vengeance. Nel frattempo, Spock si mette in contatto con il suo io del futuro su Nuova Vulcano, che gli racconta del suo incontro con Khan e lo avverte che non ci si può fidare di lui. Dopo aver combattuto per raggiungere il ponte di comando, Khan sopraffà Kirk, Scott e Carol, uccide Marcus e prende il controllo della Vengeance.
Khan chiede a Spock di restituire il suo equipaggio congelato in cambio degli ufficiali dell'Enterprise. Spock acconsente, ma prima chiede a McCoy di rimuovere di nascosto l'equipaggio congelato di Khan dai siluri. Quando Khan inizia a sparare contro l'Enterprise, Spock fa esplodere le testate, paralizzando la nave. Entrambe le navi stellari, intrappolate nella gravità terrestre, precipitano verso la superficie. Kirk entra nella camera del reattore radioattivo dell'Enterprise per riallineare il nucleo di curvatura, sacrificandosi per salvare la nave.
Khan fa schiantare la Vengeance nel centro di San Francisco nel tentativo di distruggere il quartier generale della Flotta Stellare, mentre McCoy scopre che il sangue di Khan ha proprietà rigenerative che potrebbero salvare Kirk. Spock insegue Khan per la città e i due ingaggiano un combattimento corpo a corpo. Uhura si teletrasporta e stordisce Khan. Spock si prepara a uccidere Khan, ma Uhura lo ferma, spiegandogli che è l'unica possibilità di salvare Kirk. Il sangue di Khan rianima Kirk e Khan viene sigillato nella sua capsula criogenica e conservato insieme ai suoi compatrioti. Un anno dopo, Kirk parla alla cerimonia di ri-dedicazione dell'Enterprise. L'equipaggio dell'Enterprise intraprende una missione esplorativa di cinque anni.