未来世界，水资源短缺引发了全球大战。人们相互厮杀，争夺有限的资源，地球变成了血腥的杀戮战场。面容恐怖的不死乔在戈壁山谷建立了难以撼动的强大武装王国，他手下的战郎驾驶装备尖端武器的战车四下抢掠，杀伐无度，甚至将自己的孩子打造成战争机器。在最近一次行动中，不死乔的得力战将弗瑞奥萨（查理兹·塞隆 饰）带着生育者们叛逃，这令不死乔恼羞成怒，发誓要追回生育者。经历了激烈的追逐战和摧毁力极强的沙尘暴，弗瑞奥萨和作为血主的麦克斯（汤姆·哈迪 Tom Hardy 饰）被迫上路，而身后不仅有不死乔的追兵，还有汽油镇、子弹农场的重兵追逐。
末世战争，全面爆发……

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......