1944 год. Польша. В Варшавском гетто мальчишка-еврей по имени Эрик Леншерр (Бретт Моррис) в приступе гнева силой мысли сгибает мощные металлические ворота…

Не очень далекое будущее. Девушка-подросток Мари (Анна Пакуин) во время своего первого в жизни поцелуя прикоснулась к парню, и тот вдруг свалился на пол в страшных конвульсиях. А через три недели, не выходя из комы, парень скончался в больнице…

Это только два примера генетических мутаций, названных «Х-фактором», возникающих только в период полового созревания, но эти феноменальные случаи стали основой последовавших за этим событий, которые, в конце концов, изменили сознание людей и социальную картину мира. Учёные давно уже отметили возросшее в последние годы число мутаций, в результате которых стали появляться люди с экстраординарными способностями. Телепатом с мировым именем, профессором Чарльзом Ксавьером (Патрик Стюарт) была организована школа для одаренных детей, под прикрытием которой функционировало закрытое общество мутантов, где ученики учились контролировать свои необычные способности. В то же самое время американский сенат с подачи сенатора Роберта Келли (Брюс Дэвидсон) принял закон о начале регистрации мутантов и их способностей, с целью выявления особо опасных представителей. Феномен мутации даже был внесен на рассмотрение очередной сессии ООН.

На севере провинции Альберта (Канада) Мари, напуганная неожиданная смертью своего бой-френда, сбежавшая из родного дома, и страшащаяся своих новых способностей, надеется найти наиболее безлюдное место на Земле, чтобы никому и никогда более не причинять вреда. Она ходит в длинном пальто с глубоким капюшоном, а на ее руках обязательные рукавицы, так как организм девушки причиняет смертельные муки всему живому, к чему прикасается. Остановившись перекусить в местной забегаловке, Мари, для конспирации взявшая себе прозвище «Шельма» (англ. Rogue), случайно встречается с таким же мутантом-отшельником, как сама — Логаном, по прозвищу «Росомаха» (англ. Wolverine) (Хью Джекмен). Его способности заключаются в том, что он имеет невероятные возможности к регенерации (мог даже восстановиться, получив травмы несовместимые с жизнью. Чем сильнее повреждения, тем дольше время восстановления), да еще к тому же при его желании из кистей его рук извлекаются по три лезвия из очень твердого метала «адамантия». Росомаха и Шельма попадают в неприятность — их пытается захватить неизвестный мутант, львоподобного вида (персонаж комикса Саблезуб (англ. Sabertooth)(Тайлер Мэйн)). Не известно, чем бы закончилась эта стычка, но Росомаху выручает оказавшаяся неподалеку группа мутантов Профессора Икс. Так Росомаха и Шельма попадают в необычный дом-школу Чарльза Ксавьера, расположенную в уединении в штате Нью-Йорк.

Здесь молодые мутанты оказываются в мире себе подобных, самые одаренные из которых помогают Профессору Х не только заниматься поисками новых детей-мутантов, но и успешно противостоять доктору Магнето — тому самому еврейскому мальчику из Варшавского гетто, который спустя многие годы тренировок и изучения физических свойств металлов, полностью раскрыл свой дар. Уже пожилой Эрик Леншерр (Иэн Маккеллен) считает, что война людей с мутантами неизбежна, ведь люди это низшее звено в цепи эволюции, которое мешает свободе новых людей — мутантов. Он старается всеми способами ускорить эту войну и потому противостоит всем попыткам Чарльза Ксавьера уничтожить страх и настороженность обыкновенных людей по отношению к мутантам. Магнето собрал команду единомышленников. Он не верит, что люди и мутанты когда-либо смогут мирно сосуществовать, и разработал план, как раз и навсегда решить проблему этого противостояния.

Магнето выкрал сенатора Келли — самого ярого активиста за ограничение свободы мутантов в резервациях. На нем он испытал свое изобретение — машину для создания и управления мутантами. Сенатор превратился в невероятно эластичное водянистое существо. Конечной же целью Магнето является использование своей машины во время саммита ООН в Нью-Йорке около Cтатуи Свободы, на котором будут присутствовать главы всех крупных держав мира. Злой гений надеялся таким образом превратить крупных политиков в мутантов и таким образом принудить их легализовать новую человеческую расу. И как итог — взять власть над миром в свои руки.

Фильм снят по сценарию Саймона Кинберга (автора окончательных редакций «Электры» и «Фантастической четверки»).
Саймон Кинберг — о своем отношении к проекту: