Die X-Men sind zurück und stehen nun vor einer ihrer gefährlichsten Missionen: Ein offensichtlich mit übernatürlichen Kräften ausgestatteter Attentäter spaltet die Menschen und die Mutanten noch weiter, denn sein grauenvoller Angriff hat zur Folge, dass ein Aufschrei nach einem Registrierungsgesetz für Mutanten erneut durch die Öffentlichkeit geht. Die Anti-Mutanten-Bewegung, angeführt von dem ehemaligen Armee-Befehlshaber William Stryker (Brian Cox), der in der Vergangenheit mit Mutanten experimentiert haben soll, rüstet deshalb heimlich zu einem vernichtenden Schlag gegen die durch Mutation entstandenen Lebewesen. Hauptziel ist dabei die Stürmung des Anwesens von Professor Charles Xaviers (Patrick Stewart) Mutanten-Schule. Xaviers Team um Wolverine (Hugh Jackman), Storm (Halle Berry) und Cyclops (James Marsden) versucht dies natürlich mit aller übernatürlicher Macht zu verhindern…