Un signal radio de détresse d'un type primitif, émanant de ce qui paraît être un vaisseau scientifique disparu quelque 18 ans auparavant, aurait dû dans des circonstances normales inciter le Capitaine Christopher Pike à modifier sa route pour enquêter.
Mais Pike est en proie à de grandes difficultés psychologiques : il ne se pardonne pas la perte de trois membres d'équipage sur Rigel VII, et confie au Dr Boyce, le médecin du bord, qu'il envisage de démissionner de son poste au sein de Starfleet pour retrouver les vertes prairies dé sa ville natale, Mojave, sur Terre.
A la tête d'un vaisseau endommagé et d'un équipage en sous-effectif, Pike se soucie uniquement de ramener l'Enterprise à la base stellaire de la colonie de Vega. Toutefois, son officier scientifique, le Vulcain Spock, indique qu'il pourrait y avoir des survivants du vaisseau Columbia sur la planète Talos IV.
Pike, faisant alors abstraction de ses préoccupations personnelles, se dirige vers le système stellaire de Talos, non encore exploré. Téléporté avec quelques membres d'équipage sur Talos IV, Pike y découvre un groupe de vieillards. Leur chef, le Dr Theodore Hask, confirme qu'ils viennent bien Columbia jadis accidenté, puis il présente Pike à une jeune et belle survivante, Vina.
Celle-ci propose de révéler leur « secret » et entraîne Pike à l'écart du groupe. Cependant, toute la scène est observée sur un écran par un groupe de Talosiens, installés sous la surface de la planète, ils semblent s'intéresser tout particulièrement au Capitaine de l'Enterprise.
Tout à coup, Vina disparaît, ainsi que les autres « survivants ». Pike, assommé par un gaz, sombre dans l'inconscience. Transporté vers les profondeurs de la planète, il se réveille pour découvrir les Talosiens, dirigés par le Gardien. Emprisonné dans une cage transparente, il commence à comprendre la teneur de ces étranges événements.
Il se rend compte que les Talosiens possèdent des pouvoirs de télépathie, qu'ils lisent dans ses pensées. Il perçoit aussi qu'une grande part de ce qu'il vient de vivre n'est rien de plus qu'une illusion fort élaborée, créée pour l'amener à s'accoupler avec Vina, ce afin de donner naissance à une nouvelle race d'humanoïdes asservis.
On exploite les souvenirs de Pike pour le transporter au sein de divers scénarios destinés à le rapprocher de Vina. Il fait de son mieux pour résister et s'efforce de soutirer à Vina des informations dans l'espoir de parvenir à s'enfuir.
Finalement, Pike déduit que les Talosiens sont incapables de « lire » des émotions primaires telles que la haine ou la rage, il s'efforce donc de se mettre en colère afin de leur interdire toute intrusion dans son esprit et de s'opposer à l'entreprise de séduction de Vina.
Les Talosiens, estimant alors que Pike n'est pas attiré par Vina, interceptent un détachement de l'Enterprise. Ils introduisent dans la cage les deux membres d'équipage féminins, Numéro Un et le sous-officier Colt, dans l'espoir que Pike (« Adam ») prendra l'une d'elles pour « Eve ».
La détermination de Pike est finalement récompensée, il se rue sur le Gardien, qui a pénétré dans la cage. Avec ses deux subordonnées, il force le Gardien à les ramener à la surface... mais le Talosien détient encore un atout maître : Vina explique que les Talosiens sont capables d'utiliser leurs pouvoirs télépathiques pour créer des illusions à bord de l'Enterprise, ce qui pourrait entraîner la destruction du vaisseau.
Spock, qui assume temporairement le commandement de l'Enterprise, perçoit le danger et tente de se mettre hors de portée, mais le vaisseau se trouve privé de toute puissance (c'est là une nouvelle illusion Talosienne). Sur la planète, menaces et contre-menaces se succèdent.
Le moment le plus troublant survient avec la révélation de l'aspect véritable de Vina, qui est en fait une vieille femme. Sa beauté n'est qu'illusion.
La situation semble bloquée, mais deux autres Talosiens révèlent, après avoir étudié les données des ordinateurs de l'Enterprise, que la race humaine ne répond pas à leurs objectifs. Les Talosiens ne s'étaient pas rendu compte de la vigueur avec laquelle les humains résistaient à la captivité, même sous les pires menaces. Pike a quelque mal à quitter Vina, mais il a la satisfaction de la voir de nouveau dans l'éclat de sa beauté, et dotée d'un « compagnon » illusoire, le Capitaine Christopher Pike.
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