具有特殊能力的一群变种人组成了一个维护世界的小组——X战警小队。成员包括能吸收对方记忆的淘气、双眼能放致命射线的独眼狼、能随意控制气候的暴风女（哈莉·贝瑞 饰）、具有隔空取物和瞬间移动能力的琴葛蕾（法米克·詹森 饰）。

不久，金刚狼（休·杰克曼 饰）也出现了。不过金刚狼脾气暴躁、独来独往，X战警小队想极力拉拢金刚狼加入队伍，无奈孤傲的金刚狼一时也没有答应。邪恶轴心能控制磁力和地球引力的万磁王此时也在极力拉拢金刚狼，X战警小队不仅要费尽心思对付万磁王，还要小心亦正亦邪的金刚狼。他们能否取得最后的胜利？