En Australie, Hanging Rock est une montagne sacrée, autrefois lieu de culte des aborigènes. Le 14 février 1900, les élèves d'une école de jeunes filles y partent en excursion afin de pique-niquer. Une fois sur place, plusieurs d'entre elles sont comme étrangement attirées par les rochers. Trois des élèves, accompagnées d'une professeure, s'engouffrent dans les passages dessinés par les monolithes. C'est au retour à l'école que l'on se rend compte que les quatre jeunes femmes manquent à l'appel. Des battues sont organisées pour les retrouver ; la police enquête. L'une d'entre elles est bientôt retrouvée, totalement amnésique...

Peu après la fin de la poursuite de « l'Ange Rouge », Burnham se retrouve projetée dans le futur, 930 ans après la bataille contre « Contrôle », l'ordinateur omnipotent de Starfleet qui a failli anéantir toute vie dans l'univers. Mais arrivée sur place, elle apprend que la Fédération des planètes unies s'est effondré à la suite du « Grand Brasier » : un désastre d'ampleur galactique survenu 120 ans auparavant, qui a détruit la grande majorité des vaisseaux spatiaux — y compris ceux de Starfleet — en faisant sauter le dilitium qui leur sert de carburant. Avec l'arrivée du Discovery, elle se met en quête de ce qui reste de la Fédération et de Starfleet ; et tout aussi important, de l'origine du Grand Brasier...