X-MEN誕生秘話を描いた「X-MEN:ファースト・ジェネレーション」の続編。暗黒の未来を変えるため、未来と過去の2つの時間を股にかけたミュータントたちの壮絶な戦いの行方を、オリジナル三部作のメンバーも再結集したオールスター・キャストで描き出す。監督は「X-MEN2」以来のシリーズ再登板となるブライアン・シンガー。2023年、地球はバイオメカニカル・ロボット“センチネル”によって滅亡へと向かっていた。それは、ミュータントに不信を抱くボリバー・トラスクが、その抹殺のために開発した最強兵器。しかしその暴走により人類までもが危機に陥る。そこでプロフェッサーXは宿敵のマグニートーと手を組み、ウルヴァリンの魂を1973年に送り込み、危機の根源を絶とうとするのだったが…。