En el próximo futuro, los humanos y los mutantes se encuentran en desacuerdo, each preocupados por lo que el futuro podría deparar a sus respectivas especies. Una guerra se avecina; a un lado, los mutantes menos escrupulosos, liderados por el poderoso e intelectualmente muy capaz Magneto (Ian McKellen), y al otro, el senador estadounidense Kelly (Bruce Davison) y aquellos humanos que temen a los mutantes. En medio está el Profesor Charles Xavier (Patrick Stewart), un mutante con la habilidad de leer mentes, director de la Xavier School for Gifted (read: mutants) Youngsters, y líder de los X-Men, un poderoso conglomerado de mutantes con habilidades únicas y poderosas que luchan por la justicia y la paz. Cuando una joven, más tarde bautizada Rogue (Anna Paquin, The Piano), huye de casa tras descubrir el poder mortal de su mutación, conoce a una figura misteriosa en lo profundo de la tierra de nadie llamada Logan (Hugh Jackman, Australia), él mismo un mutante con poderes regenerativos. La pareja es emboscada por los matones de Magneto, pero escapan cuando son rescatados por dos X-Men, Cyclops (James Marsden) y Storm (Halle Berry). Logan y Rogue son devueltos a la sede de los X-Men donde son atendidos por la Dra. Jean Grey (Famke Janssen), y se les permite permanecer. Cuando los planes de Magneto para su ataque a Logan y Rogue salen a la luz, el equipo debe intentar impedir que el villano ponga en marcha un plan que podría iniciar una guerra con la humanidad — y costar la vida de uno de los suyos.