O posto de diretor chegou a ser oferecido para Bryan Singer, mas seu compromisso com Jack, o Matador de Gigantes (2012) não permitia, fazendo com que ele seguisse apenas como produtor.
Josh Schwartz escreveu a primeira versão do roteiro, mas Bryan Singer, assim que assumiu o projeto, pediu que a história tomasse um rumo diferente. Desta forma, Jamie Moss foi contratado para participar de um novo rascunho.
O roteiro foi escrito a cinco mãos. Os roteiristas Ashley Miller e Zack Stentz são os mesmos de Thor (2011).
A atriz Amber Heard teve seu nome associado ao personagem Mística, mas quem assumiu o papel definitivamente foi Jennifer Lawrence.
O jovem astro Taylor Lautner foi considerado para o papel de Hank McCoy, o Fera, mas desistiu por conflitos de agenda. O personagem ficou com Nicholas Hoult, escalado mais tarde.
Antes desta contratação, Alice Eve tinha sido escalada para viver Emma Frost, mas o negócio acabou não indo adiante.
A atriz Sarah Harding chegou a ser chamada três vezes para interpretar Emma Frost, papel que ficou com January Jones.
Rosamund Pike chegou a ser cogitada para interpretar Moira McTaggert e Emma Frost, mas os papéis acabaram ficando com Rose Byrne (Moira) e January Jones (Emma Frost).
É o 5º filme sobre o universo dos X-Men a ser lançado nos cinemas, apesar de sua história ser anterior à exibida em todos os demais filmes. Os outros longa-metragens da série são X-Men - O Filme (2000), X-Men 2 (2003), X-Men - O Confronto Final (2006) e X-Men Origens: Wolverine (2009).