Lata sześćdziesiąte XX wieku. Napięcie między Stanami Zjednoczonymi a Związkiem Radzieckim sięga zenitu. Obdarzony niezwykłymi zdolnościami telepatycznymi Charles Xavier (James McAvoy) uzyskuje tytuł profesora. Pracująca dla tajnej agencji rządowej Moira MacTaggert (Rose Byrne) prosi go o pomoc w odnalezieniu niejakiego Sebastiana Shawa (Kevin Bacon), który dąży do zaognienia konfliktu między mocarstwami. Xavier spotyka na swojej drodze Erika Lehnsherra (Michael Fassbender), który również ma niezwykłe zdolności. Razem zbierają grupę młodych ludzi, których uczą kontroli nad ich niezwykłymi mocami. Czy uda im się ochronić świat przed śmiertelnym niebezpieczeństwem?