Depois da segunda temporada, a NBC pretendia cancelar a série devido aos baixos índices de audiência. Os telespectadores inundaram a emissora com cartas protestando e pedindo a renovação do programa. A NBC concordou em produzir a terceira temporada e prometeu a Gene Roddenberry que o programa iria ao ar em horário favorável mas mudou a programação e o colocou no chamado “horário da morte”: 22hs das sextas-feiras. O orçamento foi também seriamente cortado. O eventual cancelamento era “uma profecia auto-realizável”.
A temporada final começou em setembro de 1968 com “O Cérebro de Spock”. Incluiu também “A Teia dos Tholianos”, episódio em que Kirk fica preso entre dois universos. Este episódio seria revisitado em 2005 no episódio “In a Mirror, Darkly”, da série “Star Trek: Enterprise”. O último episódio da série, “O Intruso”, foi exibido em 3 de junho de 1969. Star Trek acabaria por voltar à televisão na forma de animação em setembro de 1973 com “Star Trek: The Animated Series”.
3 - 1O Cérebro de Spock Sep. 20, 1968
3 - 2O Incidente Enterprise Sep. 27, 1968
3 - 3A Síndrome do Paraíso Oct. 04, 1968
3 - 4Ciranda do Poder Oct. 11, 1968
3 - 5Não Há Beleza Na Verdade? Oct. 18, 1968
3 - 6O Último Duelo Oct. 25, 1968
3 - 7O Dia do Pombo Nov. 01, 1968
3 - 8O Mundo Finito Nov. 08, 1968
3 - 9A Teia dos Tholianos Nov. 15, 1968
3 - 10Os Herdeiros de Platão Nov. 22, 1968
3 - 11O Piscar de um Olho Nov. 29, 1968
3 - 12Jóia Rara Dec. 06, 1968
3 - 13Elaan de Troyius Dec. 20, 1968
3 - 14Castigo dos Deuses Jan. 03, 1969
3 - 15A Última Batalha Jan. 10, 1969
3 - 16A Marca de Gideon Jan. 17, 1969
3 - 17O Sobrevivente Jan. 24, 1969
3 - 18As Luzes de Zetar Jan. 31, 1969
3 - 19Réquiem Para Matusalém Feb. 14, 1969
3 - 20Caminho para o Éden Feb. 21, 1969
3 - 21Os Guardiões das Nuvens Feb. 28, 1969
3 - 22Por Trás da Cortina Mar. 07, 1969
3 - 23Todos os Nossos Ontens Mar. 14, 1969
3 - 24O Intruso Jun. 03, 1969
