Kun ihmisen ja mutantin välinen kamppailu jatkuu, löydetään “parantuma” mutaatiosta, joka antaa superinvoimat omaaville ihmisille mahdollisuuden päästä eroon taakastaan ja täysin integroitua yhteiskuntaan. Mutanttiyhteisö löytää nopeasti itsensä kahdeksan jaon meininkiin perustuvasta kiistasta; toisaalta ovat ne, jotka päättävät säilyttää kykynsä — ominaisuudet, joita he pitävät määrittelevänsä oleellinenan olemuksensa — ja toisaalta ne, kuten X-Men-ryhmän jäsen Rogue (Anna Paquin, Almost Famous), jotka kaipaavat vapautua voimasta, joka estää heitä nauttimasta normaalista elämästä. Varjojen varjossa piileskelee joukko mutantteja, jotka näkevät parantuman käyttöönoton entistä todistuksena siitä, ettei ihminen ja mutantti voi elää rinnakkain, huolimatta siitä, että presidentti kannattaa mutantteja ja hänen kabinetissaan on mutantti, Beast (Kelsey Grammer). Magneton (Ian McKellen) johtamat mutantit valmistautuvat lajien viimeiseen yhteenottoon — ja heihin liittyy yllättävä hahmo menneisyydestä. Sillä välin Cyclops (James Marsden) suree henkilökohtaista menetyksiään ja etsii vastauksia, kun taas Wolverine (Hugh Jackman), Storm (Halle Berry) ja Professor Xavier (Patrick Stewart) joutuvat kohtaamaan kasvavan uhkan rauhalle ja hoitamaan yhden omastaan kaikkivoivaksi olennoksi nimeltä “Phoenix”.