Im selben Jahr wurde der junge Spock in einer rituellen vulkanischen Zeremonie telepathisch mit T'Pring verbunden. Diese Art der Gedankenverschmelzung wird von allen beteiligten Personen als Verlobung betrachtet.

Statt an der vulkanischen Wissenschaftsakademie zu studieren, trat Spock 2249 der Sternenflotte bei und entfremdete sich dadurch seinem Vater Sarek bis zur Konferenz von Babel im Jahr 2267. Sarek konnte sich mit der Idee seines Sohnes nicht anfreunden und hielt sie für irrational.
Im Jahr 2252 begann Spock noch als Akademiekadett seinen Dienst an Bord der U.S.S. Enterprise NCC-1701 unter dem Kommando von Captain Pike. 2253 schloss Spock die Akademieausbildung erfolgreich ab und wurde auf der Enterprise Wissenschaftsoffizier.

Als James T. Kirk neuer Enterprise-Kommandant wird, blieb Spock zwar Wissenschaftsoffizier, erklimmt aber eine weitere Stufe auf der Karriereleiter, indem er zusätzlich zum Ersten Offizier befördert wird. Er pflegt eine gute Beziehung zu Jim Kirk und ebenfalls zu Dr. McCoy. Die beiden sticheln immer wieder gegeneinander.
2270 verabschiedete sich Spock aus der Sternenflotte, um nach Vulkan zurückzukehren. Ein Jahr später kehrte er aber wegen des V'Ger-Zwischenfalls in den aktiven Dienst zurück. Spock wurde 2277 zum Captain befördert und Mitglied der Sternenflottenakademie-Fakultät. Im selben Jahr übernahm er das Kommando über die Enterprise als Trainingsschiff, das er 2285 wieder an Admiral James T. Kirk abgab.
Durch einen Angriff auf die Enterprise von Khan Noonien Singh, verlor Spock sein Leben bei der Reparatur des Warpantriebs. Zuvor ging er noch eine Gedankenverschmelzung mit Dr. McCoy ein. Sein Leichnam wurde auf der Oberfläche des neu entstandenen Planeten Genesis bestattet. Durch die äußerst schnell verlaufende künstliche Evolution auf jenem Planeten, wurde Ende 2285 auch Spocks Körper regeneriert. Sein seelenloser Körper konnte mit seiner Seele, die durch die Gedankenverschmelzung in McCoys Körper war, wiedervereint werden.

2287 traf Spock bei einem Einsatz auf dem Planeten Nimbus III auf seinen Hallbruder Sybok, der aus Sareks erster Ehe mit einer vulkanischen Prinzessin stammte. Sybok verlor auf dem Planeten Sha-Ka-Re sein Leben.
2293 spielte Spock eine entscheidende Rolle bei den Friedensverhandlungen zwischen der Föderation und dem klingonischen Reich. Noch im selben Jahr trat Spock seinen Ruhestand an, obwohl er noch gut zwei Drittel seines Lebens vor sich hatte.

2368 ging Spock in den romulanischen Untergrund auf Romulus, um mit jenen Personen an einer friedlichen Wiedervereinigung zwischen Vulkaniern und Romulanern zu arbeiten. Der weitere Lebensverlauf ist unbekannt.