影片以1960年代初的纽约音乐界为背景，讲述19岁的鲍勃·迪伦，从一名不见经传的民谣歌手迅速声名鹊起，他的歌曲和神秘感在全世界引起轰动。1965年的纽波特民谣节上，他首次在舞台上使用了电吉他，他的音乐从民谣转向摇滚乐。

　　故事设定于上世纪60年代，琼斯博士（哈里森·福特HarrisonFord饰）即将迎来退休，但来访的故人之女海伦娜（菲比·沃勒-布里奇PhoebeWaller-Bridge饰）却打破了他平静的生活，后者希望和他一同寻找能够改变历史走向的宝物“命运转盘”，这也唤起了一段尘封已久的回忆。在二战末期，琼斯曾与纳粹争夺过“命运转盘”。宛如宿命一般，如今他再次被卷入“命运转盘”的争夺，而纳粹的残余势力也卷土重来，觊觎着这件宝物。

2024年，变种人大幅减少，X战警已经解散。身心疲惫的暮狼罗根自愈因子逐渐消失，整天饮酒度日，并靠当司机养家。他在墨西哥边境隐居照顾着饱受病痛折磨的老X教授。有一天，一位陌生女子让罗根去载一个叫劳拉的女孩去加拿大边境，一开始罗根拒绝了，但查尔斯一直在等着这个女孩的出现，劳拉拥有超强的战斗力，而且在许多方面都很像金刚狼。她被一个强大公司的幕后人物所追踪，因为她的DNA里有着连接罗根的秘密。一场无休止的追捕开始了……

位于加拿大的深山老林，背负着永生之苦的“金刚狼”罗根（休·杰克曼 Hugh Jackman 饰）隐居于此。在一次与猎人的冲突中，他得到东瀛女子雪生（福岛莉拉 饰）的帮助。雪生是罗根二战期间的旧相识矢志田派来的下属，似乎不久于人世的老友渴望死去之间再见罗根一面。跨越重洋的罗根终于见到在虚弱的矢志田，对方希望他能够保护自己的孙女真理子（冈本多绪 饰）。随着老人谢世，葬礼上突然战火点燃。罗根在雪生的帮助下拼死救出真理子，而矢志田的儿子信玄（真田广之 饰）似乎另有所图。逃亡途中，罗根意外发现他丧失了自愈的能力，金刚狼最大的危机降临……