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 Jennifer Lawrence 饰）在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克（彼特·丁拉基 Peter Dinklage 饰）。在得知“幻影猫”（艾伦·佩吉 E llen Page 饰）利用穿越时空的能力帮助Blink（范冰冰 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 Patrick Stewart 饰）和万磁王（伊恩·麦克莱恩 Ian McKellen 饰）达成认同，
变种人天启（奥斯卡·伊萨克 Oscar Isaac 饰）诞生于人类文明的最开端，被人类当做神一般敬仰膜拜，然而，这样的他，却遭到了他最蔑视的人类的背叛，被埋葬于废墟石砾之下，一晃眼就是数千年过去。
一场意外使得沉睡千年的天启从混沌中醒来，重返人间的他却发现曾经高贵的变种人，如今境遇十分糟糕。为了创造一个属于变种人的新世界，他找到了暴风女（亚历山德拉·西普 Alexandra Shipp 饰）、灵蝶（奥立薇娅·玛恩 Olivia Munn 饰），天使（本·哈迪 Ben Hardy 饰），还有想要过平凡
为了应对愈演愈烈的温室效应，世界各国在2014年发射了代号CW-7的冷冻剂，谁知却将地球推入了万劫不复的极寒深渊。大多数的人类死于寒冷与恐慌，只有为数不多的数千人登上了威尔福德工业开发的列车，成为永不停歇的流浪者。这列火车借助威尔福德（艾德·哈里斯 Ed Harris 饰）开发的永动引擎，并且配备各种完备设施，在之后的十七年里构建了属于自己的独立生态系统，周而复始旋转在43.8万公里的漫长旅途中。生活在末尾车厢的底层人民一直饱受压迫，为了争取自由和权力，他们在过去发起过多次暴动，但无疑例外均以失败告终。
马特（凯文·詹森斯 Kevin Janssens 饰）和凯特（欧嘉·柯瑞兰寇 Olga Kurylenko 饰）是一对非常恩爱的夫妻，两人美满的婚姻里唯一的遗憾就是没能够拥有他们爱情的结晶，凯特曾经两度怀孕，都不幸流产了。为了缓解意外带来的阴翳，夫妻两人前往一座位于纽约郊区的古宅中度假，让两人没有想到的是，他们在房子里找到了一间被隐藏的密室。
这是一个拥有神奇魔法的房间，只要你身在房间之中，无论许什么物质方面的愿望 ，都能够实现。利用这个房间，夫妻两人瞬间拥有了很多他们想买但舍不得买的东西，然而，起
年轻的X教授查尔斯（詹姆斯·麦卡沃伊 James McAvoy 饰）和万磁王埃里克（迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 饰）是一对志向相投的好朋友。他们最早发现了自己的超能力，并与其他几个变种人一起在CIA工作。引发埃里克超能力的纳粹战争贩子肖（凯文·贝肯 Kevin Bacon 饰）一直试图挑起核战争，而想方设法挑起美苏两国的矛盾。埃里克和查尔斯一直与肖手下的变种人战斗，努力阻止肖的阴谋。肖怂恿苏联引发古巴导弹危机，查尔斯和埃里克获知消息后，在海湾与肖手下的变种人拉开了对决的一战。
