未来から過去へと送り込まれたウルヴァリンや、超人的パワーを持つX-MENのメンバーが、二つの時代を舞台に地球の危機を救うべく戦いを繰り広げるSFアクション。ブライアン・シンガーが『X-MEN2』以来の監督として復活し、ウルヴァリン役のヒュー・ジャックマンをはじめ、マイケル・ファスベンダー、ジェニファー・ローレンス、ハル・ベリーなど豪華俳優陣が競演。プロフェッサーXと宿敵マグニートーの共闘、過去へ向かうウルヴァリン、X-MENの集結など、過去と未来で複雑に絡み合うストーリーと壮絶なアクションに期待が高まる。
2023年、バイオメカニカルロボットのセンチネルの攻撃により、X-MENと地球は危機的状況に陥る。プロフェッサーX（パトリック・スチュワート）は宿敵マグニートー（イアン・マッケラン）と共闘し、1973年にウルヴァリン（ヒュー・ジャックマン）の魂を送る。しかし、1973年の地球でセンチネル・プログラムの開発を阻止しようとする間も、2023年では地球滅亡の危機が迫っており……。
