Στο μέλλον, οι μεταλλαγμένοι και οι άνθρωποι που τους βοηθούν σφαγιάζονται από ισχυρά ρομπότ που ονομάζονται Sentinels. Ο καθηγητής Xavier, ο Wolverine, ο Magneto, η Storm, η Kitty Pryde και οι φίλοι της συναντιούνται σε ένα μοναστήρι στην Κίνα και ο Xavier εξηγεί ότι οι αήττητοι Sentinels δημιουργήθηκαν χρησιμοποιώντας το DNA της Mystique που συνελήφθη το 1973 όταν προσπάθησε να δολοφονήσει τον δημιουργό τους Dr. Bolivar Trask. Ο Xavier λέει ότι η μόνη τους ευκαιρία είναι χρησιμοποιώντας την ικανότητα της Pryde, να επιστρέψουν στο 1973, να βρουν τους Charles Xavier και Erik Lehnsherr για να πείσουν τη Mystique να εγκαταλείψει την πρόθεσή της. Ωστόσο, μόνο ο Wolverine μπορεί να αντέξει τις συνέπειες του ταξιδιού στο χρόνο. Θα καταφέρουν να σταματήσουν τη Mystique και το Πρόγραμμα Sentinel και να σώσουν τους μεταλλαγμένους και τους ανθρώπινους φίλους τους από τον αφανισμό;