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。
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
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，
