События нового мультфильма разворачиваются спустя несколько лет после первой части. Райли, уже выросшая и ставшая подростком, готовится к важному этапу — поступлению в команду старшей школы. Её переезд в хоккейный лагерь с лучшими подругами должен стать проверкой её характера и навыков. Однако внутри её сознания царит настоящий переполох.
«Звёздный путь: Протозвезда» — это анимационный спин-офф знаменитой научно-фантастической франшизы, ориентированный на подростковую и семейную аудиторию. История начинается с того, что группа молодых инопланетян с разных миров, каждый со своей сложной прошлой историей и личными мотивами, случайно оказывается на борту заброшенного учебного корабля Starfleet USS Protostar.