Während des amerikanischen Bürgerkriegs gelingt Yankee Colonel Cord McNally die Festnahme von zwei konföderierten Soldaten, die zuvor einen Goldzug der Union erfolgreich überfallen haben. Es stellt sich heraus, dass der Transport verraten wurde. McNally versucht Informationen über die Hintergründe zu erhalten, da beim Überfall einer seiner besten jungen Offiziere getötet wurde. Da beide Gefangenen den Namen des Verräters nicht kennen, versprechen sie, sollten sie ihn erfahren, McNally zu informieren. Einige Zeit später, kurz nach dem Bürgerkrieg, erhält McNally, inzwischen aus der Armee ausgeschieden, eine Nachricht aus Rio Lobo über den Verbleib eines Verräters. Zusammen mit dem einstigen Südstaaten Captain Pierre Cordona und der jungen Shaster Delaney macht sich McNally auf den Weg nach Rio Lobo, wo sie den zweiten Ex-Gefangenen, Tuscarora Phillips treffen wollen. Hier trifft McNally schließlich auf den Hintermann, der während des Krieges für den Verrat verantwortlich war.

Eine mysteriöse Wolke nähert sich der Erde und zerstört alles, was sich ihr in den Weg stellt. In Anbetracht der drohenden Gefahr entreißt Admiral Kirk dem jungen Captain der soeben renovierten Enterprise, Willard Decker, das Kommando und eilt zusammen mit seiner schnell wieder zusammengefügten alten Crew dem todbringenden Gebilde entgegen. Kirk und seine Crew erfahren, dass die Wolke V'ger heißt und auf der Erde ihren Schöpfer zu finden hofft. Im Alleingang findet Spock dank der vulkanischen Gedankenverschmelzung heraus, dass sich unter der Wolke eine komplexe Maschine verbirgt. Kirk gelingt es, V'ger zu überzeugen, ihn mit ein paar Getreuen in das Innere der Wolke zu lassen. Dort will er ihr Geheimnis lüften.