故事發生在2029年,彼時,X戰警早已經解散,作為為數不多的僅存的變種人,金剛狼羅根(休·傑克曼 Hugh Jackman 飾)和卡利班(斯戴芬·莫昌特 Stephen Merchant 飾)照顧著年邁的X教授(帕特里克·斯圖爾特 Patrick Stewart 飾),由於衰老,X教授已經喪失了對於自己超能力的控制,如果不依賴藥物,他的超能力就會失控,在全球範圍內制造無法輓回的災難。不僅如此,金剛狼的自愈能力亦隨著時間的流逝逐漸減弱,體能和力量都早已經大不如從前。
某日,一位陌生女子找到了金剛狼,將一個名為勞拉(達芙妮·基恩 Dafne Keen 飾)的女孩托付給他,囑咐他將勞拉送往位於加拿大邊境的“伊甸園”。讓羅根沒有想到的是,勞拉竟然是被植入了自己的基因而培養出的人造變種人,而在傳說中的伊甸園里,有著一群和勞拉境遇相似的孩子。邪惡的唐納德(波伊德·霍布魯克 Boyd Holbrook 飾)緊緊的追蹤著羅根一行人的蹤跡,他的目標只有一個,就是將那群人造變種人徹底毀滅。