Auf dem Weg zum Landurlaub auf Permenti 3 erreicht die Enterprise ein Notruf der Vulkanier – allerdings für den Planeten Tezaar, einen prä-Warp-Verbündeten der Vulkanier aus der Zeit vor der Föderation. Das von den Vulkaniern geschenkte planetenweite Nuklear-Energiesystem versagt, eine globale Kernschmelze droht, und die Vulkanier selbst sind zu weit entfernt. Ein Eingreifen der Föderation würde die Oberste Direktive verletzen, da die Tezaaraner außer den Vulkaniern keine andere Spezies kennen.
Die Lösung: Die Crew muss biologisch zu Vulkaniern werden. Mit dem Kerkhov-Serum, das ursprünglich in der zweiten Staffel („Charades“) Spocks vulkanische Hälfte wiederherstellte, verwandeln sich Pike, Uhura, Chapel und La’an. Pelia nimmt das Serum ebenfalls, doch als Lanthanitin bleibt es bei ihr wirkungslos. Gemeinsam mit Spock beamt die vulkanisierte Truppe nach Tezaar und repariert das System nahezu im Handumdrehen – die verblüffende Geschwindigkeit ist als Gag angelegt.
Zurück an Bord versagt jedoch das Gegenmittel: Alle bleiben vorerst Vulkanier. Da es „nur logisch“ sei, den Urlaub trotzdem anzutreten, gehen sie ihren Plänen nach – mit unerwünschten Folgen. Der vulkanische Pike putzt das Quartier geradezu obsessiv und verbannt Batel wegen ihres „menschlichen Geruchs“, während sie sich auf ein Dinner mit Vizeadmiral Pasak vorbereitet, um ihre Rückkehr zum Justizausschuss der Sternenflotte zu erbitten. Uhura erklärt ihr Date mit Umberto für „unlogisch“, und Chapel kappt ihre Bindungen und verzettelt sich in unzusammenhängenden Projekten.
Es wird schlimmer, als die Vulkanier beschließen, dauerhaft Vulkanier bleiben zu wollen. Pike hätte Pasak beinahe davon abgebracht, Batel ihren Posten zurückzugeben, ehe sie beiden ihre pro-vulkanische Voreingenommenheit vorhält. Uhura raubt Umberto per Gedankenverschmelzung fast die ganze Persönlichkeit. La’ans Verwandlung verläuft besonders unlogisch: Aufgrund ihres Augment-Status wird sie nicht zur Vulkanierin, sondern zur Romulanerin – aggressiv und manipulativ, besessen davon, das Schiff aufzurüsten und einen Krieg anzuzetteln, bis Scotty und ein zu Besuch weilender Kirk sie außer Gefecht setzen.
Die übrige Crew erkennt, dass man die noch menschlichen Katras der Vulkanier erreichen muss. Spock allein gelingt das nicht, wohl aber Una’s Ex-Freund Doug, ein vulkanischer Spiritualitäts-Experte (Gaststar Patton Oswalt). Doug bringt Pike, Uhura und Chapel zurück, die sich reumütig entschuldigen. La’an widersetzt sich, doch Spock verwandelt ihren Angriff in einen Tanz – und offenbart, dass ihre romulanische Aggression nur die Angst davor überdeckte, wie schnell ihre Beziehung zu Spock voranschreitet. Sie erkennt ihre Gefühle an und wird wieder Mensch.
Zum Schluss bietet Pasak Batel wegen ihrer schonungslosen Ehrlichkeit die Leitung des Justizausschusses an. Chapel und Spock beginnen, ihre Freundschaft zu kitten, Una kommt wieder mit Doug zusammen und ermutigt La’an, ihre Gefühle für Spock zuzulassen, während Kirk und Scotty auf ihr gutes Team anstoßen. Eine Post-Credit-Szene zeigt Spock, wie er Doug menschliche Gepflogenheiten beibringt.
