Magnetóval (Ian McKellen) fogságba esett egy különleges fogvatartó cellában, de az antimutáns hangulat továbbra is erős, ezért az X2 egy mutáns behatolással nyílik a Fehér Házba, ahol egy egyértelmű üzenet hangzik el: „Mutáns szabadság most.” Professor Xavier (Patrick Stewart) és a csapat elindul, hogy felfedje a támadás valódi célját – és hogy ki áll a háttérben. Storm (Halle Berry) és Dr. Jean Gray (Famke Janssen) felfedik a támadó kilétét, egy korábbi cirkusz-mutatói mutánst, Nightcrawler-t (Alan Cumming), aki teleportálni képes. Eközben Xavier és Cyclops (James Marsden) meglátogatnak egy régi barátot – Magnetót – és felfedik egy William Stryker (Brian Cox) által kidolgozott összeesküvést, aki személyes/indítékos haragot táplál a mutánsok és Professor Xavier iránt, hogy Xavier saját erejével pusztítsa el az összes mutánst. Az X-Men csapatának – a Wolverine-rel (Hugh Jackman), Rogue-dal (Anna Paquin) és néhány meglepő szövetséges társaságában – az a feladata, hogy megállítsák Strykert, mielőtt túl késő lenne.