Ambientata dieci anni prima degli eventi della serie originale di Star Trek, la serie segue gli equipaggi della USS Discovery e della USS Shenzhou nel loro viaggio nello spazio, alla scoperta di nuovi mondi e nuove civiltà. Nella prima stagione il Klingon T'Kuvma cerca di riunire le ventiquattro casate Klingon sotto il suo comando, portando a una guerra fredda tra la sua razza e la Federazione dei pianeti uniti.