«Дорога домой» является продолжением сюжета третьего фильма — «В поисках Спока».
Экипаж погибшего корабля «USS Enterprise» под командованием Джеймса Тиберий Кирка возвращается на захваченном клингонском корабле домой, готовясь понести наказание за угон звездолёта и саботаж.
В то же время вблизи от Земли появляется космический зонд неизвестного происхождения, обладает странным свойством дезактивировать все сигналы и приборы поблизости и транслирует их на Землю, негативно влияющие на земную погоду и грозящую разрушить планету. Команде Кирка удаётся отследить сигнал и выяснить, что он на языке горбатых китов. Чтобы пререкрыть разрушительный сигнал, нужно послать ответ зонду, что могут сделать только горбатые киты, к XXIII веку полностью вымершие. Капитан Кирк с командой отправляется в прошлое, в конец XX века, чтобы привезти с собой китов и предотвратить гибель родной планеты.