Dans le futur, Logan (Hugh Jackman) et le professeur Charles Xavier (Patrick Stewart) doivent faire face à la capitulation des X-Men quand une corporation, dirigée par Nathaniel Essex, détruit progressivement tout sur son passage. Les pouvoirs de guérison de Logan s'affaiblissent à vue d'oeil et la maladie d'Alzheimer force Xavier à oublier. Logan devra combattre Nathaniel Essex avec l'aide d'une jeune fille nommée Laura Kinney, un clone femelle de Wolverine.