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·劳伦斯暂无内容Jennifer暂无内容Lawrence暂无内容饰）在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克（彼特·丁拉基暂无内容Peter暂无内容Dinklage暂无内容饰）。在得知“幻影猫”（艾伦·佩吉暂无内容E暂无内容llen暂无内容Page暂无内容饰）利用穿越时空的能力帮助Blink（范冰冰暂无内容饰）等战友逃脱巨型机器人“哨兵”的追杀后，X教授（帕特里克·斯图尔特暂无内容Patrick暂无内容Stewart暂无内容饰）和万磁王（伊恩·麦克莱恩暂无内容Ian暂无内容McKellen暂无内容饰）达成认同，决定让金刚狼（休·杰克曼暂无内容Hugh暂无内容Jackman暂无内容饰）穿越回1973年，找到年轻的X教授（詹姆斯·麦卡沃伊暂无内容James暂无内容McAvoy暂无内容饰）和年轻的万磁王（迈克尔·法斯宾德暂无内容Michael暂无内容Fassbender暂无内容饰）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。