Il est temps pour les Humains de se libérer des griffes des Vulcains, qui, après avoir inventé le moteur à distorsion et établi le premier contact avec eux il y a cent ans, ne sont toujours pas capables de se déplacer dans l'espace pour explorer.
Heureusement, un incident étrange avec les Tsulibans (dans le premier épisode de la série) permet à l'Enterprise - commandé par le Capitaine Jonathan Archer - de faire son premier voyage à la vitesse de distorsion.
Le Capitaine Archer est ensuite confronté à une série de défis alors qu'il cherche à poursuivre l'exploration après ce premier voyage. Ses batailles contre des vaisseaux de guerre aliens, des êtres supérieurs aux humains, des univers alternatifs et des voyages dans le temps (sans le luxe d'un téléporteur) lui permettent de faire preuve d'un leadership exemplaire et de gagner la loyauté de l'officier des communications Hoshi, de l'ingénieur en chef Trip, de l'officier d'armurerie Malcolm, de l'enseigne Travis, du docteur alien Phlox et du Sous-Commandant Vulcain T'Pol, placé à bord de l'Enterprise pour surveiller le capitaine.