在《X战警2》中，由于军方科学家的离间，人类对变种人的愤恨与压制彻底越过了底线，X教授与其带领的身怀绝技的X特警们面对着和解的难题与反抗的抉择，而一心企图令变种人称霸世界的万磁王摆脱囚禁后变得更为强大而狡猾。
三方都吸收了更庞大的新鲜力量，一场前所未有的人种之战剑拔弩张。与此同时，金刚狼和独眼龙还没能从痛失我爱中自拔，珍葛蕾却如凤凰涅磐般奇迹地回到战友中间。众人欣喜之外，却发觉她的性格变得狂乱分裂，甚至有倒戈相向的倾向，让X教授等对水坝一役后她死里逃生的经历不禁生疑。
而在黑凤凰缺席的时间里，风暴女和金刚狼通力合作，日渐生情。沿着上集的线索，逐渐觉醒的金刚狼也破译了自己的基因密码。四人再聚首，感情的纠葛与身世的秘密和变种人的未来一样愈发扑朔迷离。人类已经按捺不住对自身势力受胁迫的恐惧，向变种人正式宣战。
X教授虽坚持和平发展论，但在生死存亡之际，不得不与万磁王再次联手，为变种人的生存权利作最后一搏。而变种人内部关系也因为对仇恨的不同解读而势成水火，一位重要角色将因此牺牲。X战警必须自保并防止万磁王的野心在变种人中蔓延。