Mutanten werden in der nahen Zukunft von Robotern gejagt. Daher schliessen sich Professor X (Patrick Stewart) und Magneto (Ian McKellen) zusammen, um Wolverines (Hugh Jackman) Bewusstsein in die Vergangenheit in sein jüngeres Ich zu schicken. Er soll sich mit dem jungen Professor X (James McAvoy) und dem jungen Magneto (Michael Fassbender) treffen und sie überreden, mit ihm zusammenzuarbeiten. Denn Wolverine muss unbedingt ein wichtiges historisches Ereignis in der Vergangenheit ändern, denn sonst ist die Zukunft der Menschen und Mutanten verloren.