어린 시절 눈앞에서 아버지를 잃은 상처, 그리고 사랑하는 연인까지 지켜내지 못했던 과거의 기억은 울버린(휴 잭맨 분)을 더욱 강하게 만든다. 울버린을 포함해 스트라이커 대령의 지휘하에 전세계에서 선발된 강력한 돌연변이들이 스페셜 팀을 구성하고, 울버린은 인간이 참아낼 수 있는 고통의 한계치를 넘는 지옥 같은 프로젝트를 통해 ‘웨폰 X’로 다시 태어난다. 이제 울버린은 복수를 위해 스페셜 팀을 탈퇴하지만, 에이전트 제로(다니엘 헤니 분)가 울버린을 추격하는데…