Bryan Singer escolheu o mutante Apocalipse como antagonista dessa nova aventura para examinar as origens dos mutantes na Terra. Ele também afirmou que a história irá acontecer nos anos 1990, continuando a mostrar os personagens jovens.
Segundo o produtor Simon Kinberg, este filme marca o final do arco da chamada Primeira Classe, a versão mais nova dos personagens. Ela começou com o ótimo X-Men: Primeira Classe e o questionável X-Men: Dias de um Futuro Esquecido.
Os atores Tom Hardy e Idris Elba foram considerados para o papel do Apocalipse.
No início da produção do longa, o ator Patrick Stewart (que interpretava o Professor Xavier mais velho) confirmou seu interesse em participar do novo filme, nem que fosse interpretando Mística - em entrevista ele disse: "estou pronto para ficar completamente pelado, pintado de azul, e acredito que o mundo também está pronto para isso".
O ator Hugh Jackman anunciou que este é o último episódio da saga dos X-Men que terá sua participação. Ele ainda interpretará Logan em mais um filme solo à ser lançado em 2017 - e então aposentará as garras que defende desde 2000.
Um desejo antigo do ator James McAvoy foi realizado para esta produção: ficar careca para interpretar o Professor Xavier.
O título inicial planejado para o filme era A Era de Apocalypse. Entretanto, notou-se uma repetiçãod e termos usados por outros filmes über populares como A Era de Ultron e A Era da Extinção.
De acordo com o produtor Simon Kinberg, muito foi discuto na pré-produção sobre o escopo da destruição causada pelo vilão do filme. O decidido foi que o longa teria altas cargas de ação, tais quais as dos filmes de Michael Bay e Roland Emmerich.
A cena em que Mercúrio percorre a Mansão X dura cerca de três minutos no filme. Entretanto, foram necessários mais de três meses e meio para que ela fosse concluída. A sequência foi filmada com câmeras 3-D Phantom, em 50 mph, com 3100 frames por segundo.
As atrizes Elle Fanning, Chloë Grace Moretz, Hailee Steinfeld, Saoirse Ronan, Daisy Ridley, Lily Collins e Margot Robbie foram consideradas para interpretar Jean Grey, papel que acabou nas mãos de Sophie Turner.
É a primeira vez que um diretor é responsável por mais de três filmes de super-herois. Bryan Singer dirigiu, além de três filmes da série X-Men, Superman - O Retorno. O recorde anterior era divido por ele com Christopher Nolan, Sam Raimi e Zack Snyder. No próximo, entretanto, o visionário diretor Snyder se igualará à Singer, com a estreia de Liga da Justiça.
Os atores Timothée Chalamet, Ben Hardy, Charlie Rowe, Taron Egerton, Logan Lerman, Josh Hutcherson, Dylan O'Brien, Jesse Plemons e Jamie Blackley foram considerados para o papel de Ciclope/Scott Summers. Tye Sheridan ficou com o papel e Ben Hardy acabou sendo escalado para ser o Anjo.
Assim que as primeiras imagens revelaram o visual do vilão Apocalypse, a internet foi à loucura e uma enxurrada de críticas atingiu a produção. A maior parte acusava o filme de copiar o visual de vilões da série Power Rangers.