W niedalekiej przyszłości pozostali przy życiu mutanci są nieustannie tropieni przez Strażników. Zdesperowani profesor X (Patrick Stewart) i Magneto (Ian McKellen) układają desperacki plan zakończenia wojny jeszcze przed jej wybuchem. Przy pomocy mutantki Kitty (Ellen Page) świadomość Wolverine'a (Hugh Jackman) zostaje przeniesiona do jego młodszego ciała w 1973 roku. Logan ma powstrzymać Mystique (Jennifer Lawrence) przed zabiciem doktora Bolivara Traska (Peter Dinklage), którego śmierć spowodowała wdrożenie programu Strażników. Aby tego dokonać, Wolverine musi namówić pogrążonego w bólu po stracie najbliższych młodego Charlesa Xaviera (James McAvoy) do podjęcia współpracy z Erikiem Lehnsherrem (Michael Fassbender), który obecnie, skazany za zabójstwo prezydenta, jest więziony w najpilniej strzeżonym budynku na świecie.