Etats-Unis, 22ème siècle, dans l'Oklahoma un Klingon vient d'être retrouvé blessé. Les Vulcains, qui sont chargés de l'enquête, demandent la mise à mort du Klingon signe de fierté et d'honneur pour cette espèce. Au même moment, alors que l'enterprise, ce vaisseau tant attendu pour la civilisation terrienne, est enfin prêt, le futur capitaine Jonathan Archer est soucieux. Convoqué par ses supérieurs, il découvre à son tour le Klingon qui n'est pas mort. Jonathan Archer s'oppose violemment à son exécution et prend alors la décision au nez des vulcains, de ramener chez lui le blessé et ainsi faire voler l'Enterprise. Starfleet accepte et voilà le vaisseau Enterprise qui, avec son moteur révolutionnaire à distorsion 4,5, s'envole pour la première fois à la conquête de l'univers avec à son bord les pionniers des explorateurs de l'espace...

L'équipe de l'Enterprise est à la recherche du Klingon qui vient d'être enlevé. Mais, Jonathan Archer et son équipe tombent dans un guet-apen. Pris à part, Archer apprend d'une sulibane qu'elle n'est pas son ennemie et qu'elle tente de combattre ceux de son espèce qui veulent mettre dos à dos les Klingons, et Klaang avait les preuves de cette "cabale". Elle lui annonce aussi que la menace vient du futur, et qu'un groupe de personnes veut déclencher le début de la "Guerre Froide Temporelle". En voulant rejoindre son vaisseau Archer est touché par les tirs Sulibans...

Les nouveaux explorateurs attendent avec impatience de croiser la route d'une planète habitée. Cependant l'univers qui les environne semble vide de vie. De plus, les premiers problèmes techniques se posent, notamment le système de défense du vaisseau n'est toujours pas au point, quant à Hoshi Sato, elle commence à devenir claustrophobe... Mais bientôt ils découvrent un vaisseau abandonné avec à son bord des signes de vie. Malgré les réticences de T'Pol, John Archer décide de pénétrer dans l'appareil. Mais bientôt il découvre avec stupeur, une vingtaine de corps suspendus au plafond, irrigués par des tuyaux reliés à une étrange pompe...

L'Enterprise rencontre enfin une planète. Cette dernière comme la terre est bleue et la présence d'oxygène permet aux membres de l'équipage d'y aller en exploration. Cependant, T'Pol s'oppose à cette mission et entend appliquer le protocole vulcain. Le capitaine Archer reste sur ses positions et une équipe est envoyée sur place. Cette planète qui ressemble beaucoup à la Terre est un enchantement. Mais lorsqu'une partie de l'équipe restée sur place est menacée par un vent violent, Tucker décide d'aller se réfugier dans une grotte. Peu de temps après, Ethan semble présenter des troubles du comportement....

Alors que l'Enterprise poursuit son voyage à travers l'univers, le vaisseau connaît des problèmes techniques. Un déréglage général du système perturbe le voyage de nos pionniers. Bientôt, Archer découvre que la cause de ces perturbations est dû à un vaisseau extraterrestre qui recharge ses batteries à partir du plasma de l'Enterprise. Le capitaine rentre en contact avec ces extraterrestres, lesquels s'avèrent être des Xyrilliens. Ces derniers leur expliquent qu'ils ont une panne de moteur, Archer décide de leur venir en aide et envoie Tucker à bord, afin qu'il effectue les réparations. Et celui-ci ne tarde pas à sympathiser avec une Xyrillienne...

L'équipage de l'Enterprise approche de la planète jumelle de la Terre, Terra Nova. Ils ont pour mission d'élucider le mystère de la colonie Terra Nova, qui a été fondée il y a bien longtemps par des terriens partis à bord d'un vaisseau d'exploration, et qui mirent 9 ans pour arriver à destination mais dont la Terre n'a pas eu de nouvelles depuis. Une fois Terra Nova en vue, aucun signe de vie n'est détecté. Très vite T'Pol y décèle de la radioactivité en surface et une équipe est envoyée sur place. Le groupe y découvre les habitations abandonnées des anciens colons et Reed aperçoit bientôt un homme, qu'il prend en chasse...