No futuro, os mutantes são caçados impiedosamente pelos Sentinelas, gigantescos robôs criados por Bolívar Trask (Peter Dinklage). Os poucos sobreviventes precisam viver escondidos, caso contrário serão também mortos. Entre eles estão o professor Charles Xavier (Patrick Stewart), Magneto (Ian McKellen), Tempestade (Halle Berry), Kitty Pryde ...