Après avoir répondu à un signal de détresse émis par l'U.S.S. Enterprise, l'équipage de l'U.S.S. Discovery se joint au capitaine Christopher Pike pour une nouvelle mission d'enquête sur de mystérieux signaux rouges ainsi que sur l'apparition d'une entité surnommée l'Ange Rouge. Alors que tous doivent travailler ensemble pour comprendre le sens et l'origine de ces signaux, Michael Burnham fait face à son passé avec le retour de son frère Spock...

Peu après la fin de la poursuite de l'Ange Rouge, Burnham se retrouve projetée dans le futur, 930 ans après la bataille contre Contrôle, l'ordinateur omnipotent de Starfleet qui a failli anéantir toute vie dans l'univers. Mais arrivée sur place, elle apprend que la Fédération des planètes unies s'est effondré à la suite du Grand Brasier : un désastre d'ampleur galactique survenu 120 ans auparavant, qui a détruit la grande majorité des vaisseaux spatiaux - y compris ceux de Starfleet - en faisant sauter le dilitium qui leur sert de carburant. Avec l'arrivée du Discovery, elle se met en quête de ce qui reste de la Fédération et de Starfleet , et tout aussi important, de l'origine du Grand Brasier...