Nối tiếp các sự kiện xảy ra trong X-Men: First Class và The Wolverine. Hãy cùng Wolverine, dị nhân duy nhất có đủ khả năng trở về thay đổi quá khứ tàn khốc để giải cứu tương lai của giống loài. Nhiệm vụ của Wolverine là giúp đỡ Giáo sư X, Magneto và các dị nhân trẻ trong X-Men: First Class ngăn chặn sự trỗi dậy của Sentinel, loại robot khổng lồ được lập trình để truy tìm và tiêu diệt những người khác trong thế giới những dị nhân.