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 Jennifer Lawrence 饰)在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克(彼特·丁拉基 Peter Dinklage 饰)。在得知“幻影猫”(艾伦·佩吉 E llen Page 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 Patrick Stewart 饰)和万磁王(伊恩·麦克莱恩 Ian McKellen 饰)达成认同,决定让金刚狼(休·杰克曼 Hugh Jackman 饰)穿越回1973年,找到年轻的X教授(詹姆斯·麦卡沃伊 James McAvoy 饰)和年轻的万磁王(迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 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
丹尼尔·克雷格,阿比盖尔·斯宾赛,巴克·泰勒,Matthew Taylor,Cooper Taylor,克兰西·布朗,保罗·达诺,克里斯·勃朗宁,亚当·比奇,山姆·洛克威尔,安娜·德拉·雷古拉,诺亚·林格,Brian Duffy,奥利维亚·王尔德,基思·卡拉丹,布伦丹·维恩,加文·格雷泽,托比·哈斯,怀亚特·拉塞尔,哈里森·福特,沃尔顿·戈金斯,胡里奥·凯撒·赛迪罗,大卫·奥哈拉,Troy Gil