ไซคลอป (เจมส์ มาร์สเดน) จีน เกรย์ (เฟมเก้ แจนเซ่น) และ สตอร์ม (ฮัลลี่ เบอร์รี่) พวกเขาล้วนเป็นลูกหลานของอะตอม เป็นพวกเหนือมนุษย์ เป็นข้อหนึ่งของโซ่แห่งวิวัฒนาการ ต่างเกิดมาพร้อมกับพันธุกรรมพิเศษ ที่พลังเหนือมนุษย์ของพวกเขาจะเริ่มฉายแววออกมาเมื่อย่างเข้าสู่วัยรุ่นอย่าง ดวงตามหาประลัยของ ไซคลอป ที่สามารถแหวกภูเขาทั้งลูกให้แยกออกจากกันได้ อำนาจโทรจิตทะลุพิกัดของ จีน เกรย์ ที่แกร่งกล้าทั้งพลังจิตเคลื่อนสิ่งของและกระแสโทรจิต และ สตอร์ม นางพญาแห่งพายุและสายฟ้า ที่สามารถสร้างความแปรปรวนให้สภาพอากาศเป็นไปได้ดังใจของเธอ
ในโลกที่ความเกลียดชังและอคติทวีความเข้มข้นขึ้นทุกที พวกเขาถูกคนที่ไม่อาจยอมรับความแตกต่างเหนือมนุษย์ได้กลุ่มหนึ่งจัดให้เป็น ตัวประหลาด ผิดธรรมชาติ พวกนอกคอกที่น่ารังเกียจ และน่าเกลียดน่ากลัว ผู้นำกลุ่มนี้ก็คือ วุฒิสมาชิกโรเบิร์ต เคลลี่ (บรูซ เดวิสัน) นักการเมืองแนวแม็คคาร์ธี่ ที่พยายามผลักดันกฎหมาย ตีแผ่ความเลวร้าย ของพวกเหนือมนุษย์ แม้จะถูกสังคมทอดทิ้งอย่างไม่ใยดี แต่ ไซคลอป, จีน เกรย์, สตอร์ม และกลุ่มคนเหนือมนุษย์อีกนับพันชีวิตก็ยังเอาตัวรอดอยู่ได้
ด้วยการดูแลสั่งสอนของ ศาสตราจารย์ชาร์ลส์ ซาเวียร์ (แพทริค สจ๊วต) ผู้ทรงพลังอำนาจโทรจิต ที่พยายามอบรมให้ลูกศิษย์เหนือมนุษย์เหล่านี้เรียนรู้ถึงการควบคุม และใช้ความสามารถพิเศษของพวกเขาในทางที่ถูก เพื่อประโยชน์สูงสุดของมวลมนุษยชาติ พวกเหนือมนุษย์เหล่านี้ต้องต่อสู้เพื่อปกป้องโลกจากพวกที่ยอมรับพวกเขาไม่ได้ ซาเวียร์ ยังต้อนรับสมาชิกหน้าใหม่เข้าร่วมขบวนการด้วยอีกสองคนคือ โลแกน หรือ วูล์ฟเวอรีน (ฮิวจ์ แจ็คแมน) นักสู้ผู้โดดเดี่ยวเจ้าของกรงเล็บระห่ำสุดขั้ว ที่นอกจากจะมีอำนาจพิเศษในการเยี่ยวยารักษาผู้คนแล้ว ก็ยังเป็นคนอารมณ์ดุดันเยี่ยงสัตว์ร้าย และเข้าขย้ำได้ด้วยกรงเล็บแกร่งกล้าที่สามารถยืดยาวออกมาได้เมื่อต้องการ และ โร้ก (แอนนา พาควิน) นักสู้สาวแรงสูงผู้ดูดกลืนพลังงาน และความทรงจำจากคนที่เธอได้สัมผัส
ในขณะที่ วูล์ฟเวอรีน และ โร้ก ปรับตัวให้เข้ากับวิถีของพวกเหนือมนุษย์ เหล่า X-Men กลับต้องเข้าห่ำหั่นทำสงครามทั้งทางกายภาพ และในเชิงปรัชญากับ อีริค เลนเชอร์ หรือ แม็กนีโต้ (เอียน แม็คเคลเลน) ซึ่งเคยเป็นทั้งเพื่อน และผู้ร่วมอุดมการณ์ของ ศาสตราจารย์ มาก่อน แม็กนีโต้ ผู้นำแห่งอำนาจมืดพลังสนามแม่เหล็ก เขาเป็นพวกเหนือมนุษย์ที่มีพลังอำนาจแกร่งกล้าที่สุดในโลก แต่เขากลับหันหลังให้กับสังคมมนุษย์โลกด้วยความเชื่อที่ว่า คนธรรมดาไม่มีทางจะใช้ชีวิตร่วมโลกใบเดียวกันกับพวกเหนือมนุษย์ได้ และพวกเหนือมนุษย์ต่างหากที่สมควรได้รับสิทธิอันชอบธรรมที่จะกำหนดอนาคตของโลกใบนี้
เขาร่วมมือกับน้องชายร่วมสายเลือด เซเบอร์ทูธ (ไทเลอร์ เมน) นักล่าสัญชาติญาณสัตว์ป่าเลือดเย็น มิสทีค (รีเบกก้า โรเมน) สาวพลังอำนาจลึกลับ เธอสามารถเปลี่ยนรูปลักษณ์ และอำพรางตัวได้ และ โท้ด (เรย์ พาร์ค) คนพันธุ์กร้าวที่แม้จะสายตาสั้น แต่กลับกระโดดได้ไกล ซึ่งกลุ่มเหนือมนุษย์เหล่านี้จะไม่ยอมให้สิ่งใดมาขัดขวางการกำชะตาอนาคตของโลกใบนี้ไปจากมือของพวกเขาได้ แม้ว่าการทำสงครามครั้งนี้อาจทำให้เผ่าพันธุ์มนุษยชาติต้องสูญสิ้น หรือแม้แต่พวกเหนือมนุษย์ด้วยกันเองก็อาจจะไม่เหลือรอดเลย ก็ตามที
