Historia completa
En 2023, el mundo está en ruinas. Robots llamados Centinelas cazan mutantes y a cualquier humano que pueda tener hijos mutantes. Lo que queda de los X-Men se esconde. En Moscú, un grupo con Kitty Pryde, Coloso, Bishop, Blink y otros es atacado. Solo sobreviven porque Kitty logra enviar la mente de Bishop unos días al pasado para avisar al grupo antes del ataque.
En un templo en China se reúnen con Tormenta, Wolverine, Xavier y Magneto, ahora aliados. Xavier explica dónde empezó todo: en 1973, Mística mató al científico Bolivar Trask, creador de los Centinelas. Fue capturada, y su ADN permitió crear robots que se adaptan a cualquier poder. El plan es enviar a alguien a 1973 para evitar el asesinato. Solo Logan aguanta un viaje tan largo, gracias a su factor de curación.
Logan despierta en su cuerpo de 1973. En la mansión encuentra a un Charles joven, borracho y sin rumbo, que toma un suero de Hank McCoy que le devuelve las piernas pero le quita la telepatía. Erik está preso bajo el Pentágono, acusado de matar a Kennedy. Con ayuda de un chico veloz, Peter Maximoff, lo sacan de ahí en una fuga llena de cámara lenta. En París, durante la firma de la paz de Vietnam, impiden que Mística mate a Trask. Erik intenta matarla para resolverlo de una vez, falla, y la pelea ocurre frente a las cámaras. El mundo ve a mutantes en acción, y el presidente Nixon aprueba el programa de Centinelas.
Charles deja el suero. A través de la mente de Logan, habla con su yo del futuro y recupera la esperanza. Con Cerebro, encuentra a Mística. Erik, mientras tanto, mete acero en los prototipos de los Centinelas y los controla. En Washington, en la presentación de los robots, levanta un estadio entero y lo deja caer alrededor de la Casa Blanca, lanza a Logan al río Potomac y arranca el búnker con Nixon dentro.
En el futuro, los Centinelas atacan el templo y matan a casi todos. En el pasado, Mística, disfrazada, derriba a Erik con una pistola de plástico. Apunta a Trask, pero Charles le pide, de mente a mente, que no lo haga. Mística perdona a Trask frente al mundo, y una mutante que salva al presidente acaba con el programa. El futuro oscuro desaparece. Logan despierta en 2023 en una escuela llena de vida, con Jean y Scott vivos. En 1973, su cuerpo es sacado del río por William Stryker, que en realidad es Mística. Tras los créditos, en el antiguo Egipto, una multitud aclama a En Sabah Nur, que levanta pirámides con la mente.