Le Commodore Wesley se téléporte à bord de l'USS Enterprise NCC-1701 et annonce à James Kirk que le vaisseau va participer à un kriegspiel sous le commandement du M-5, un ordinateur conçu pour assurer la corrélation de toutes les activités informatiques d'un spationef. Son créateur, le Dr Richard Daystrom, responsable de la conception de tous les ordinateurs des vaisseaux spatiaux, sera présent pour superviser l'opération. Le M-5 gérera le bâtiment avec l'appui d'un équipage réduit à vingt personnes.
Spock, Kirk et McCoy rencontrent Richard Daystrom, puis Kirk ordonne à un Scotty peu enthousiaste de connecter le M-5 sur l'alimentation du vaisseau. Daystrom, persuadé du potentiel du M-5, reconnaît toutefois que les quatre prototypes précédents ont connu l'échec. Une fois le vaisseau amené par le M-5 sur le site des manœuvres militaires, James Kirk en reprend les rênes, mais Spock et Daystrom le convainquent de rendre la main au M-5.
Scotty indique que l'unité M-5 éteint divers systèmes de bord. Daystrom explique que plus le M-5 accomplit de tâches et plus il lui faut d'énergie (à l'instar d'un organisme humain), c'est pourquoi il neutralise les parties du vaisseau qui n'en ont pas besoin.
Les senseurs détectent deux vaisseaux, le M-5 les identifie comme étant les spationefs de la Fédération USS Excalibur et USS Lexington. Spock suggère que leur apparition pourrait faire partie d'une attaque surprise destinée à tester les capacités de résolution de problèmes du M-5. Wesley, commandant le Lexington, contacte l'Enterprise et confirme qu'il s'agit d'un exercice non programmé. Une simulation de bataille s'ensuit, que remporte le M-5. Spock annonce que celui-ci a réagi avec une rapidité et une efficacité dont nul humain n'aurait été capable.
McCoy rend visite à Kirk dans ses quartiers où le Capitaine avoue qu'il se sent inutile, McCoy s'efforce de le rassurer. Puis Spock fait part de la détection d'un autre vaisseau. Le M-5 identifie le Woden, un transport de minerai automatisé. James Kirk essaie de déconnecter le M-5, en vain : l'ordinateur provoque la destruction du cargo. Daystrom souligne que le M-5 a simplement commis une erreur, mais Kirk ordonne à Uhura de contacter Starfleet Command et d'annoncer l'annulation des tests.
Kirk, Daystrom et Spock tentent de couper le M-5 dans la Salle de commande des machines, mais l'ordinateur se protège par un champ de force. James Kirk ordonne à Daystrom d'éteindre l'appareil. Daystrom s'en dit incapable. Scotty propose alors de l'éteindre à la source, mais l'homme qui tente de le faire est tué par le M-5. Daystrom insiste, il s'agit d'un accident, le M-5 avait' besoin de plus de puissance et l'Enseigne l'a tout simplement gêné.
James Kirk organise une réunion. Spock annonce que le M-5 contrôle désormais toutes les fonctions techniques, la navigation, les communications et les armements. Pour Kirk, il faut reprendre le contrôle du vaisseau avant d'atteindre, le point de rendez-vous fixé pour le reste des manœuvres.
Spock suggère que l'on perturbe les relais de navigation et de pilotage à partir du niveau trois, en activant toutes les commandes manuelles. Scotty et Spock se mettent au travail, mais Daystrom refuse d'envisager le moindre moyen de déconnecter le M-5. McCoy fait part à Kirk de ses soupçons : Daystrom « jouerait » avec le M-5.
Spock et Scotty tentent de prendre le contrôle du vaisseau et Daystrom essaie de les en empêcher avant d'être neutralisé par Kirk, puis ils parviennent à actionner les commandes manuelles, mais Sulu annonce que le M-5 est encore maître du pilotage.
Spock pense que l'ordinateur les a leurrés en réorientant les commandes de pilotage et de navigation. Kirk exige une explication de Daystrom, qui reconnaît que pour faire en sorte que le M-5 pense comme un être humain, il a imprimé des engrammes humains sur ses circuits informatiques. Le M-5 possède un cerveau, il est capable de penser.
La passerelle signale l'approche de quatre vaisseaux spatiaux. Le M-5 dresse les boucliers et tire sur eux, le Lexington et l'Excalibur sont touchés. Wesley indique que cinquante-trois membres d'équipage du Lexington ont été tués et ordonne à James Kirk de couper court à l'attaque. Le M-5 tire sur l'Excalibur, qui est détruit avec son équipage, puis sur le Potemkin.
Selon Spock, Daystrom ayant utilisé ses propres engrammes cérébraux pour le M-5, il devrait lui parler. Richard Daystrom tente de convaincre l'ordinateur que son attaque contre les spationefs était injustifiée et déclare à la machine qu'elle a été construite pour sauver des hommes et non pour en tuer. Le M-5 rétorque qu'il n'a fait que se protéger. Daystrom devient irrationnel et McCoy pense qu'il est au bord de la dépression nerveuse, sinon de la démence.
James Kirk affirme à Daystrom que le M-5 doit être détruit, mais le savant refuse. Spock est contraint de le neutraliser d'un pincement Vulcain au cou. Le Lexington reçoit alors l'ordre d'anéantir l'Enterprise.
Kirk se demande si le M-5 est capable de ressentir remords et culpabilité, il convainc l'ordinateur qu'il est responsable de très nombreuses morts, qu'il a enfreint les lois humaines et divines. Le M-5 reconnaît qu'il mérite d'être puni, puis il s'éteint de lui-même, laissant l'Enterprise sans défense.
Kirk ordonne à Spock et à Scotty de démanteler l'ordinateur avant que le Lexington n'ouvre le feu, ce qu'ils font, sans pouvoir rétablir les communications. Puis il donne l'ordre d'abaisser les boucliers. Wesley, comprenant ce qui s'est passé, suspend l'attaque.
Spock demande à Kirk comment il a su que Wesley ne tirerait pas. Le Capitaine répond qu'il s'est rendu compte d'instinct que Wesley ferait preuve de compassion, Leonard McCoy observe que la compassion est bien ce dont une machine sera toujours incapable.
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