讲述男主弗雷迪(贝克饰)在抢劫他的前犯罪头目失败后，带着装满现金和可卡因的袋子逃跑的故事。由于可能受了致命伤，他偷偷上了一辆开往加州沙漠的公交车。他的老板和其跟班紧追不舍，生死时速，他几乎没有什么选择。

年轻的X教授查尔斯（詹姆斯·麦卡沃伊 James McAvoy 饰）和万磁王埃里克（迈克尔·法斯宾德 Michael Fassbender 饰）是一对志向相投的好朋友。他们最早发现了自己的超能力，并与其他几个变种人一起在CIA工作。引发埃里克超能力的纳粹战争贩子肖（凯文·贝肯 Kevin Bacon 饰）一直试图挑起核战争，而想方设法挑起美苏两国的矛盾。埃里克和查尔斯一直与肖手下的变种人战斗，努力阻止肖的阴谋。肖怂恿苏联引发古巴导弹危机，查尔斯和埃里克获知消息后，在海湾与肖手下的变种人拉开了对决的一战。最终，肖被查尔斯和埃里克合力消灭。可是，在这个过程中，埃里克逐渐被肖的政治观点影响，与查尔斯产生裂痕。通过海湾的这一战，埃里克和查尔斯最终决裂，一方变成支持人类与变种人和平共存的X教授；另一方坚持通过消灭人类换来变种人兴起的观点，自称万磁王......

侦探艾索·福里（艾迪·墨菲饰）回到了比佛利山庄。在女儿的生命受到威胁后，她（泰勒·佩姬饰）和福里与新搭档（约瑟夫·高登-莱维特饰）、老朋友比利·罗斯伍德（祖德·莱茵霍尔德饰）和约翰·塔格特（约翰·阿什顿饰）联手，掀起了一场风波，揭露了一个阴谋。