某日，大衛（喬尼·維斯頓JonnyWeston飾）在閣樓里找到了身為科學家的父親留下的遺物——一臺攝像機和一套圖紙，讓大衛感到震驚的是，這套圖紙的內容竟然和如何制造一臺時光機器有關。叫來了妹妹克里斯蒂娜（維吉尼亞·加德納VirginiaGardner飾）、好友坤恩（山姆·勒納SamLerner飾）和亞當（艾倫·伊萬格力斯塔AllenEvangelista飾），以及暗戀的女孩杰西（索菲亞·布萊克-德埃利亞SofiaBlack-D’Elia飾），一行五人用過努力竟然真的制造出了時間機器。使用時間機器，大衛和好
故事的設定發生在當下，變種人族群遭到了前所未有的毀滅性打擊，而這一切的根源是“魔形女”瑞文（詹妮弗·勞倫斯 Jennifer Lawrence 飾）在1973年刺殺了玻利瓦爾·特拉斯克（彼特·丁拉基 Peter Dinklage 飾）。在得知“幻影貓”（艾倫·佩吉 E llen Page 飾）利用穿越時空的能力幫助Blink（范冰冰 飾）等戰友逃脫巨型機器人“哨兵”的追殺后，X教授（帕特里克·斯圖爾特 Patrick Stewart 飾）和萬磁王（伊恩·麥克萊恩 Ian McKellen 飾）達成認同，