귀환하던 대원들은 지구가 괴음파에 의해 멸망 직전이라는 사실을 알게 된다. 괴음파를 물리칠 수 있는 건 이미 멸종된 고래밖에 없다. 지구의 멸망을 막기위해, 엔터프라이즈 승무원들은 그 고래가 살아있던 20세기로 시간여행을 감행하는데...