物語は、ミュータントコミュニティが前例のない荒廃に見舞われた現在を舞台としているが、その根源は1973年の「ミスティーク」レイヴン（ジェニファー・ローレンス）によるボリバル・テラの暗殺である。Sk（ピーター・ディンクレイジ演じる）。エレン・ペイジ演じる「ファントム・キャット」が時間と空間を移動する能力を使って、ブリンク（ファン・ビンビン演じる）などの仲間が巨大ロボット「センチネル」から逃げるのを助けることを知った後、プロフェッサーX（パトリック・スチュワート演じる） ）とマグニートー（イアン・マッケランが演じる）合意に達し、ウルヴァリン（ヒュー・ジャックマン）を1973年に遡らせ、若いプロフェッサーX（ジェームズ・マカヴォイ）と若いマグニートー（マイケル・ファスベンダー）を探し出し、ミスティークの行動を止めるために協力するよう説得することが決定された。その結果、ウルヴァリンは過去へ戻る旅に出ることになるが、彼の運命が逆転するかどうかは誰にも分からない。