W niedalekiej przyszłości ludzie i mutanci znajdują się w konflikcie, każdy z nich zaniepokojony tym, co przyszłość może przynieść ich gatunkom. Nadchodzi wojna: z jednej strony nie do końca uczciwi mutanci, kierowani przez potężnego i niezwykle inteligentnego Magneto (Ian McKellen), a z drugiej senator USA Kelly (Bruce Davison) oraz ci ludzie, którzy boją się mutanów. Pośrodku stoi profesor Charles Xavier (Patrick Stewart), mutant o zdolności czytania myśli, kierownik Xavier School for Gifted (rozum: mutanci) Youngsters i lider X-Men, potężnej konglomeracji mutanów o unikalnych i potężnych umiejętnościach, którzy walczą o sprawiedliwość i pokój. Kiedy młoda dziewczyna, później nazwana Rogue (Anna Paquin, The Piano), ucieka z domu po odkryciu śmiercionośnej mocy swojej mutacji, spotyka tajemniczą postać głęboko w sercu bezludnej ziemi o imieniu Logan (Hugh Jackman, Australia), sam mutant o zdolnościach regeneracyjnych. Para zostaje zaatakowana przez zbirów Magneto, ale ucieka, gdy ratują ich dwaj X-Men: Cyclops (James Marsden) i Storm (Halle Berry). Logan i Rogue wracają do siedziby X-Men, gdzie są leczeni przez Dr. Jean Grey (Famke Janssen) i pozostają. Kiedy plany Magneto dotyczące ataku na Logana i Rogue wychodzą na jaw, drużyna musi podjąć próbę powstrzymania złoczyńcy przed zawiązaniem planu, który mógłby rozpętać wojnę z ludzkością — i kosztować życie jednej z ich własnych.