Historia completa
La película abre en la Casa Blanca. Un mutante de piel azul que se teletransporta esquiva a los guardias y casi mata al presidente de Estados Unidos. Es Kurt Wagner, Rondador Nocturno, y alguien lo estaba controlando. El ataque le da al coronel William Stryker, un militar obsesionado con los mutantes, el permiso para asaltar la escuela de Xavier. Mientras tanto, Logan vuelve de Alkali Lake sin respuestas, y Jean Grey siente que su poder crece de una forma que no controla.
Xavier y Cíclope visitan a Magneto en la prisión de plástico y descubren que Stryker le sacó información con un suero. A la vuelta, los dos son capturados. Esa misma noche, las tropas de Stryker asaltan la mansión y se llevan a varios alumnos. Logan protege a los jóvenes, y Hombre de Hielo, Pícara y Pyro escapan con él. Stryker dice conocer a Logan e insinúa que ayudó a crearlo. Mística, disfrazada, seduce a un guardia, le inyecta metal en la sangre y Magneto escapa.
Tormenta y Jean encuentran a Rondador Nocturno, un ex artista de circo amable y religioso. Logan y los chicos paran en Boston, en la casa de la familia de Hombre de Hielo, que no sabía el secreto de su hijo. El hermano llama a la policía, y Pyro pierde el control y lanza fuego contra los agentes. El avión de los X-Men es atacado, y Magneto aparece para salvarlos. Propone una tregua y explica el plan: Stryker construyó un segundo Cerebro en Alkali Lake y va a usar a su hijo Jason, un mutante que controla mentes, para obligar a Xavier a matar a todos los mutantes del planeta.
Los dos grupos entran a la base. Wolverine encuentra el laboratorio donde recibió el adamantium y pelea contra Lady Deathstrike, que tiene garras y curación como las suyas. Gana inyectándole adamantium líquido. Jean derrota a un Cíclope con el cerebro lavado y termina rompiendo la represa. Magneto y Mística llegan a Cerebro, pero cambian el objetivo: ahora la máquina va a matar a todos los humanos. Tormenta y Rondador Nocturno liberan a Xavier y rompen el control de Jason. Magneto huye con Mística y se lleva a Pyro. Stryker queda encadenado y muere en la inundación.
La represa revienta y el avión no despega. Jean sale de la nave, detiene el agua con la mente y levanta el avión, quedándose atrás. Desaparece en el lago. Xavier y los X-Men le entregan los archivos de Stryker al presidente y piden paz. En la última imagen, la sombra de un ave de fuego aparece bajo el agua del lago.