돌연변이들을 멸종시키기 위해 제작된 로봇 센티넬이 인간들까지 모조리 말살하는 2023년. 인류의 종말이 코앞에 닥친 상황에서 프로페서X와 매그니토는 과거를 통해 미래의 운명을 바꾸고자 한다. 울버린은 트라스크가 센티넬을 개발하는 것을 막기 위해 1973년으로 보내진다. 1973년의 찰스는 절망에 빠진 채 행크 맥코이와 함께 은둔 생활을 하고 있고, 에릭은 케네디 대통령 암살 용의자로 붙잡혀 펜타곤 지하 깊숙한 곳에 위치한 수용소에 갇혀 있다.