故事的设定发生在当下,变种人族群遭到了前所未有的毁灭性打击,而这一切的根源是“魔形女”瑞文(詹妮弗·劳伦斯JenniferLawrence饰)在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克(彼特·丁拉基PeterDinklage饰aaa。在得知“幻影猫”(艾伦·佩吉EllenPage饰)利用穿越时空的能力帮助Blink(范冰冰饰)等战友逃脱巨型机器人“哨兵”的追杀后,X教授(帕特里克·斯图尔特PatrickStewart饰)和万磁王(伊恩·麦克莱恩IanMcKellen饰)达成认同,决定让金刚狼(休·杰克曼HughJackman饰)穿越回1973年,找到年轻的X教授(詹姆斯·麦卡沃伊JamesMcAvoy饰)和年轻的万磁王(迈克尔·法斯宾德MichaelFassbender饰)并说服他们一起阻止魔形女的行动。于是,金刚狼踏上了回到过去的旅程,但是命运会不会发生逆转,任何人都无从知晓。