ในโลกที่มนุษย์กลายพันธุ์ถูกตามล่าอย่างไม่ปรานี โลแกนหรือวูล์ฟเวอรีนต้องย้อนเวลากลับไปในปี 1973 เพื่อรวมทีมกับศาสตราจารย์เอ็กซ์เวียร์ในวัยหนุ่มและแม็กนีโต้ เพื่อเปลี่ยนแปลงเหตุการณ์ที่นำไปสู่การสร้างหุ่นยนต์สังหารเซนติเนลส์ที่ทำลายล้างเผ่าพันธุ์ของเขา ภารกิจครั้งนี้เสี่ยงต่อการทำให้ทุกอย่างเปลี่ยนไป หากล้มเหลว อนาคตของมนุษย์กลายพันธุ์จะสิ้นสุดลงอย่างถาวร