Em um futuro próximo, haverá pessoas que serão o próximo degrau na escada evolutiva humana, os mutantes. Dotado de um fator X em sua carga genética, cada mutante desenvolve um tipo diferente de poder e muitas vezes é necessário aprender a controlá-lo, pois ele não se manifesta até a adolescência ou mesmo quando se torna adulto. Os mutantes sofrem de grande preconceito, pois os humanos geralmente não entendem seus poderes e temem que os mutantes, sendo superiores às pessoas comuns, venham a perseguir a raça humana. Do lado dos mutantes, o combate a esse preconceito não é feito de maneira uniforme. Alguns mutantes, os X-Men, são liderados pelo professor telepático Xavier (Patrick Stewart) e pretendem superar o preconceito por meios pacíficos, convencendo o público de que humanos e mutantes podem viver em paz. Porém, a Irmandade dos Mutantes, comandada pelo temido Magneto (Ian McKellen), que pode alterar e alterar a estrutura dos metais, declarou guerra aos humanos, pois estão cansados de tantas perseguições e humilhações. O ódio e o medo que os humanos sentem pelos mutantes está beirando a intolerância, principalmente devido a uma campanha anti-mutante liderada pelo senador Robert Kelly (Bruce Davison). Especificamente, dois mutantes estarão envolvidos nesta luta: o primeiro é Wolverine (Hugh Jackman), que, dotado de uma força incrível, não se lembra de seu passado; e a segunda é Vampiro (Anna Paquim), uma jovem que absorve toda a força vital de quem toca, e se o contato for um pouco prolongado, essa pessoa morrerá. Esses dois mutantes são contestados pela Irmandade dos Mutantes e pelos X-Men, já que cada facção quer fortalecer seu lado. A diferença é que Xavier quer que os mutantes os ajudem a entender e controlar seus poderes também, enquanto Magneto precisa de ambos, Vampira em particular, para realizar o plano para alcançar os líderes mundiais, que querem decidir sobre o futuro dos mutantes em Ellis. Island, Nova York.