L’Enterprise è in orbita ad un pianeta sconosciuto, preparandosi ad esplorarlo. In infermeria, il dottor McCoy sta preparando dei medicinali a base di cordrazene quando un ipospray difettoso gli esplode tra le mani iniettandogli una quantità di medicinale molto maggiore della dose tollerabile. Come impazzito, il medico si teletrasporta sul pianeta. Kirk con Spock, Uhura, Scott e pochi altri scende a cercarlo. Qui, la squadra entra in contatto con il Guardiano, una misteriosa entità che sembra avere il controllo del tempo. Mentre il Guardiano sta mostrando al capitano e ai suoi uomini la storia della Terra, il dottor McCoy emerge dal suo nascondiglio e si getta attraverso la porta del tempo.
L’attimo dopo Uhura perde la comunicazione con la nave: intorno al pianeta sembra non esserci più nulla. Tornando indietro nel tempo, McCoy deve aver alterato il flusso della storia e nulla di quello che era stato esiste più. Non c’è che una soluzione: tornare indietro nel tempo e impedire che McCoy faccia ciò che ha cambiato la storia. Spock identifica con una certa approssimazione il momento del salto e, con il capitano, si lancia all’inseguimento.
I due si ritrovano in una squallida strada di una vecchia città: recuperati degli abiti, sfuggiti ad un poliziotto Kirk e Spock trovano un pasto caldo ad una mensa per i poveri. E’ qui che conoscono Edith Keeler, una donna di grandi ideali che si batte per migliorare la vita della povera gente. Edith procura loro lavoro e alloggio mentre Spock può approfondire le sue ricerche con l’aiuto di una rudimentale attrezzatura: analizzando le registrazioni del Guardiano fa una agghiacciante scoperta. La donna risulta essere un punto chiave nell’evoluzione della storia: è destinata a guidare un movimento pacifista che ritarderà l’entrata in guerra degli Stati Uniti permettendo ai nazisti di completare l’atomica e di conquistare il mondo. Solo se morirà in un incidente stradale, la storia avrà il suo corso normale e la Federazione continuerà ad esistere. Ormai è chiaro che McCoy interverrà nella storia salvando la donna ma è impossibile stabilire dove e quando. Kirk è distrutto: si è ormai innamorato di Edith e non riesce ad accettare di poter essere causa della sua morte.
Tenta di ignorare il problema ma proprio mentre sta uscendo con lei per andare a vedere un film ecco che Edith nomina McCoy: il dottore si è presentato alla sua porta in uno stato pietoso ma ora è guarito ed è ospite della missione. Proprio in quel momento, McCoy compare sul marciapiede. Kirk si precipita ad abbracciarlo. Edith, distratta da quella scena, comincia ad attraversare la strada e non si accorge del camion che sta arrivando. Kirk fa per buttarsi nella sua direzione ma un urlo di Spock gli ricorda quale sia il suo dovere. E’ la volta di McCoy gettarsi in avanti per salvare la ragazza ma Kirk, con la morte nel cuore, lo getta a terra. Uno schianto ed Edith giace riversa sulla strada. Il futuro e la Federazione sono salvi ma a quale prezzo?