A empresa farmacêutica Worthington Labs anuncia que tem desenvolvido para uma vacina para suprimir o gene X, que dá os seus poderes mutantes e os torna diferentes dos outros seres humanos, oferecendo a "cura " para qualquer mutante que quer. Enquanto alguns mutantes estão interessados na cura, incluindo a Rogue dos X-Men, e muitos outros, estão assustados com o anúncio. Em resposta à notícia, o adversário dos X-Men, Magneto levanta um exército, advertindo seus seguidores que a "cura" será fortemente usada para exterminar a raça mutante.
Ciclope, ainda deprimido com a perda de Jean Grey, retorna ao Lago Alkali. Jean aparece a Ciclope, e os dois se beijam. Jean estava diferente, e o beijo acaba por matar Scott... o professor Charles Xavier envia Wolverine e Tempestade para investigar. Quando eles chegam, os dois encontraram rochas flutuantes no ar, e apenas os óculos de Ciclope, Jean estava inconsciente. Xavier explica que, quando Jean se sacrificou, ela desatou a personalidade poderosa alternativa - "Phoenix" (Fénix, a personalidade que Professor X tinha 'criado' para os poderes de Jean ficarem sob controle e não a transformarem num ser poderoso fora de controlo). Wolverine está enojado ao saber que Xavier tem mantido Jean em cheque telepaticamente, mas quando Jean acorda, ele percebe que ela não é a Jean Grey que ele conhecia. Jean defende com Wolverine para matá-la, mas quando ele se recusa, as superfícies de Phoenix e telekinetically Wolverine bate em uma parede. Ela então foge para sua casa de infância.
Magneto, também ciente de que Jean é agora uma poderosa mutante disposta a realmente fazer uso dos seus fortes poderes, encontra Xavier na casa de Jean. Os dois homens disputam a lealdade de Jean até que Fénix 'acorda', desencadeando seu poder devastador. Ela destrói a casa de sua família, e, antes de descontroladamente e acidentalmente matar Xavier ao desintegrá-lo, este tem apenas tempo de dizer "Assume o controlo. Controla os poderes, não os deixes controlar a ti." e sai da casa, indo com Magneto. Após a perda de Xavier, os X-Men reagrupam-se para enfrentar o exército de Magneto, que está atacando a empresa farmacêutica que continha a razão da cura, um mutante miúdo cujos poderes eram retirar os poderes aos outros mutantes na sua presença. Durante a luta, Besta injecta a "cura" em Magneto, anulando seus poderes mutantes. Depois da batalha, a Fénix surge e começa a destruir tudo à sua volta. Momentaneamente lúcida, Jean pede Wolverine para salvá-la. Ele diz que a ama, e acabou matando-a com suas garras, pois era a única maneira de a salvar de Jean da Fénix, ou seja, de si mesma.
A escola continua sem Xavier, com a Tempestade agora como diretora e Logan como um professor, o Presidente nomeia Fera como embaixador das Nações Unidas; Vampira toma a cura. No fim, O Magneto está sentado num parque à frente de um tabuleiro de xadrez e estende um dedo na direção de uma peça de xadrez metálica que se desloca ligeiramente, indicando que a cura mutante pode eventualmente ser apenas temporária. Após os créditos finais, Dr. Moira MacTaggert verifica um paciente em coma que cumprimenta com voz de Xavier. Assustada, ela responde: "Charles? "