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”瑞雯（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“小淘气”（艾利奥特·佩吉  Elliot  Page  饰）利用穿越时空的能力帮助“闪烁”（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……