ในอนาคตที่เหล่ามนุษย์กลายพันธุ์ถูกตามล่าจนเกือบสูญพันธุ์ โปรเฟสเซอร์ เอ็กซ์และวูล์ฟเวอรีนต้องย้อนเวลากลับไปในปี 1973 เพื่อหยุดยั้งเหตุการณ์สังหารหมู่ที่นำไปสู่หายนะ พวกเขาต้องร่วมมือกับมิสทีคและแม็กนีโตในอดีตเพื่อเปลี่ยนเส้นทางประวัติศาสตร์ ก่อนที่หุ่นยนต์สังหารเซนทิเนลจะทำลายทุกสิ่ง การต่อสู้ข้ามเวลาครั้งนี้จะกำหนดชะตากรรมของทั้งมนุษย์และมิวแทนท์
