しかし、平坦な道のりばかり歩んできたわけではない。

1960年代にジーン・ロッデンベリーが生み出したスタートレック（邦題『宇宙大作戦』）は、当時テレビの人気番組だったアメリカの西部劇になぞらえて、『wagon train to the stars（幌馬車隊宇宙へ行く）』というキャッチフレーズで売り出された。パイロット・エピソード『ザ・ケイジ』は1964年に制作がはじめられた。U.S.S.エンタープライズNCC-1701の船長、クリストファー・パイク役はジェフリー・ハンター、エンタープライズの科学士官であるスポック役はレナード・ニモイが演じた。まずまずのスタートではあったが、『ザ・ケイジ』は一般の視聴者には難しすぎると考えられた。しかし、ロッデンベリーは再度パイロット・エピソードを作るチャンスを与えられた。それが『Where No Man Has Gone Before（前人未到）』（邦題『光るめだま』）という作品である。

パイク船長役のジェフリー・ハンターが降板し、代わりのジェームズ・T・カーク船長役にロッデンベリーが起用したのがウィリアム・シャトナーだった。『ザ・ケイジ』から残ったメンバーはスポック役のレナード・ニモイとデザイン担当のウォルター・M・ジェフリーズのふたりだけだった。
それでも、ロッデンベリーは知性的で視聴者に疑問を投げ掛けるような作風を変えることはなかった。

当時のSF作品といえば、人間に敵意をもった、現実離れした宇宙人の姿を描いたものが多かった。そんな中、スタートレックはストーリーで視聴者を魅了した。『光るめだま』ではアクションの要素とSFのスリルが巧みに融合され、それがシリーズの基礎となった。以降、巧妙な脚本作りを通して、揺るぎ無い理念と個性豊かなキャラクターが人気を集めている。

ロッデンベリーは架空の宇宙船に、あらゆるクルーを登場させた。ヒーローとなったカーク船長、感情を出さないバルカン人のスポック、昔気質な医者マッコイ、奇跡の修理屋チャーリー（原作ではスコッティ）、通信士官でアフリカ系アメリカ人女性のウラ、アジア系操舵士官のカトウ（原作ではスールー）、米ソの宇宙開発競争の絶頂に登場したロシア人ナビゲーターのチェコフ。高い職業意識を持つ士官たちが一致団結し、平和的に宇宙探査任務を遂行する。それはより寛容な時代、人類の明るい未来の到来を示唆していた。

アメリカ社会が激変する中、ロッデンベリーは宇宙船エンタープライズを地球になぞらえた。そうすることで実際の社会問題をSFに置き換えて、毎週、力強く劇的なエピソードを展開していった。しかし、5年間の放送予定に対し、第3シーズンまでの合計79話をもって放送が打ち切りとなってしまった。しかし、そこですべてが終わったわけではなかった（1966年〜1969年）。