Akcja filmu osadzona jest w przyszłości, w 2024 roku. Logan i profesor Charles Xavier muszą zmierzyć się z bólem po stracie wszystkich X-Menów. Korporacja, na której czele stoi Nathaniel Essex, prowadzi cały świat w kierunku zagłady. Zdolność samoleczenia Logana powoli zanika, a profesor Xavier traci pamięć przez postępującą chorobę Alzheimera. Tytułowy bohater będzie musiał pokonać Essexa z pomocą młodej dziewczyny, Laury Kinney, będącej żeńskim klonem Wolverine’a.