Pine và Quinto đã đồng ý ký tiếp các hợp đồng để trợ lại trong vai Kirk và Spock cho bộ phim thứ tư sẽ được thực hiện.[8] Tháng 7 năm 2016, Abrams đã xác nhận kế hoạch cho phần phim thứ tư và nhấn mạnh rằng Chris Hemsworth sẽ trở lại với vai cha của Kirk, là George, thuyền trưởng tàu USS bị nổ tung ở đầu phần 1.[9][10] Cuối tháng đó, Paramount đã xác nhận sự trở lại của Hemsworth, cũng như dàn diễn viên của tập Beyond, nhà sản xuất vẫn là Abrams và Lindsey Weber, biên kịch vẫn là J. D. Payne và Patrick McKay.[11] Cũng trong tháng này, Abrams xác nhận vai của Yelchin sẽ không được tuyển.[12]