人間社会から忌み嫌われているミュータントたち。「ミュータント登録法案」が成立するのを恐れているチャールズ・エグゼビア教授（パトリック・スチュアート）は、人類とミュータントの共存に希望を持っており、Ｘ－メンというミュータント・チームを組織していた。それに対抗するのが、ミュータントが人類を支配すべきだと主張するマグニートー（イアン・マッケラン）。そんなある時、カナダでミュータントの少女ローグ（アンナ・パキン）と、彼女を助けた謎のミュータント、ローガン（ヒュー・ジャックマン）を、マグニートーの手下が襲う。その窮地をＸ－メンのメンバーが救い、ローガンはＸ－メンの本拠地で意識を取り戻す。エグゼビアはローガンに興味を持ち、過去の記憶を失っている彼について調べるうち、その骨格全体がアダマンチウムという幻の最強金属で覆われていることを知る。一方、マグニートーは人間をミュータント化する計画を着々と進めていた。一匹狼のローガンだったが、ウルヴァリンという名のＸ－メンとして、マグニートーたちに戦いを挑むのだった。