Charles (James McAvoy) e Erik (Michael Fassbender) hanno scoperto giovanissimi di avere dei poteri sovrannaturali che gli permettono di mutare e acquisire forze straordinarie, usate da loro con finalità differenti. Entrambi, insieme ad altri mutanti, vengono chiamati a lavorare insieme per la CIA e durante la crisi missilistica di Cuba, sospinta dal terribile Shaw (Kevin Bacon), proveranno a fermare la minaccia di una guerra nucleare. Ma le loro strade saranno destinate a dividersi.
