X-Men - L'inizio

Polonia, 1944. In un campo di concentramento il misterioso dottor Schmidt osserva un giovane Erik Lehnsherr distruggere un cancello di metallo a distanza dopo essere stato separato dai suoi genitori. Nel suo ufficio, Schmidt chiede a Erik di replicare l'evento muovendo una monetina di metallo; ma quando il giovane non ci riesce, Schmidt uccide sua madre davanti a lui scatenando la sua ira. In pochissimo tempo Erik, scatenando i suoi poteri, distrugge la stanza e uccide due soldati sotto gli occhi, divertiti e appagati, del dottor Schmidt. Nel frattempo a Contea di Westchester, New York, il giovane telepate Charles Xavier incontra nella sua cucina la mutaforma Raven; felice di aver finalmente incontrato qualcuno "diverso" come lui, Charles la invita a divenire un membro della sua famiglia.

1962. Erik, ormai adulto, dà la caccia ai nazisti sperando di trovare Schmidt per ucciderlo. Intanto in Inghilterra, nella Oxford University, Charles sta per discutere della sua tesi sulla mutazione genetica; Raven, che vive assieme a lui, viene considerata da Xavier una sorella, ma è alla costante ricerca di attenzioni per essere amata così com'è. A Las Vegas, l'agente della CIA Moira MacTaggert (Rose Byrne) segue il colonnello Hendry al Club Infernale dove vede Sebastian Shaw (Kevin Bacon), Janos Questad, Azazel (Jason Flemyng) e Emma Frost (January Jones) usare le loro capacità. Hendry scompare con Azazel (un mutante teleporta) e si ritrova nella War Room convincendo gli Stati Uniti ad installare dei missili nucleari in Turchia. Successivamente Shaw ucciderà Hendry spiegandogli di essere in realtà il dottor Schmidt, e di essere egli stesso un mutante, in grado di assorbire energia, potere che lo ha mantenuto giovane nel corso degli anni.

Moira convince Charles e Raven ad entrare nella CIA; i tre convincono il direttore McCone che i mutanti esistono e che Shaw è una minaccia. Nonostante McCone si rifiuti di reclutare dei mutanti, un misterioso uomo in nero decide d'impiegarli nella sua agenzia. Intanto Erik riesce a rintracciare Shaw e ad attaccarlo, senza successo; quest'ultimo riesce a fuggire a bordo di un sottomarino. Xavier salva Erik in mare e lo introduce alla neonata Divisione X della CIA; qui incontrano Hank McCoy, un giovanissimo scienziato, in realtà un mutante dai piedi da scimmia. Raven e Hank legano in fretta e quest'ultimo promette alla ragazza di trovare una cura per il loro "problema" ricavandolo dal sangue della giovane; infatti entrambi detestano il proprio aspetto mutante - i piedi animaleschi di Hank e il colore blu della pelle di Raven -, convinti che non permetterà mai a persone come loro di integrarsi nella società. Per fermare Shaw, Charles ed Erik decidono di reclutare dei mutanti; per questo Xavier usa Cerebro, un dispositivo, costruito da Hank, in grado di amplificare a dismisura i suoi poteri di telepate fino a farli arrivare a grande distanza: in questo modo Charles può scandagliare la mente di tutte le persone sparse sul globo, e quindi localizzare gli altri mutanti. I due reclutano la spogliarellista Angel, il tassista Armando "Darwin (Edi Gathegi) " Munoz, Sean "Banshee (Caleb Landry Jones) " Cassidy e Alex "Havok (Lucas Till) " Summers. Una volta entrati a far parte del gruppo, ognuno di loro sceglierà il proprio "nome di battaglia": Munoz sarà Darwin, Cassidy Banshee, Summers Havok, mentre Raven decide di chiamarsi Mystica (Jennifer Lawrence) . Anche il mutante Logan, in seguito noto come Wolverine (Hugh Jackman), sarà trovato mentre beve in un bar ma, prima che Charles ed Erik possano parlare, li manda via in malo modo.

Quando Emma Frost incontra un generale russo, Erik e Xavier la catturano e la consegnano alla CIA. Nel frattempo Shaw, Janos e Azazel attaccano la Divisione X uccidendo tutti gli agenti della CIA tranne i giovani mutanti, proponendo loro di schierarsi dalla loro parti. Angel accetta l'invito di Shaw e quando Darwin tenta di farle cambiare idea, Shaw lo uccide. Con la Divisione X distrutta, i giovani mutanti si recano a Contea di Westchester, nella dimora di Charles; qui Erik convince Charles ad allenare i giovani mutanti per combattere Shaw ad armi pari. Intanto Hank prepara la cura per lui e Raven ma quest'ultima decide di rifiutare in quanto orgogliosa della sua mutazione; poco dopo Raven decide di concedersi ad Erik, l'unico in grado di vedere la sua bellezza.

Shaw, intanto, provoca la crisi dei missili di Cuba ed indossa un elmetto, costruito dai russi, che impedisce a Xavier di entrare nella sua mente; intanto la cura che Hank ha realizzato non lo rende normale come sperava, bensì lo fa tramutare in un mostro blu, soprannominato Bestia (Nicholas Hoult) . Il gruppo parte a bordo di un jet (simile al Lockheed SR-71) sperimentale e riescono a fermare la guerra nucleare appena in tempo; i mutanti si scontrano davanti alle flotte di entrambe le nazioni. Erik riesce a fronteggiare Shaw e, privatolo dell'elmetto, permette a Xavier d'immobilizzarlo tramite telepatia; Erik indossa l'elmetto per far in modo che Charles non entri nella sua testa e uccide Shaw con la monetina che quest'ultimo, tanti anni prima, aveva ordinato di far muovere a Erik.

Erik spiega ai mutanti che il vero nemico sono gli esseri umani e che sono pronti per fare fuoco su di loro; infatti riesce a fermare tutti i missili rivolti a loro e li respinge contro flotte. Nel tentativo di fermarlo, Moira gli spara, ma Erik devia tutte le pallottole indirizzandone accidentalmente una verso la schiena di Charles. Xavier spiega ad Erik che non sarà mai dalla sua parte e quest'ultimo decide di andare via con Azazel, Janos e Angel; a lui si unisce anche Raven. Charles fa ritorno nella villa, paralizzato e costretto sulla sedia a rotelle, pronto ad aprire una scuola per giovani dotati che Moira chiama, amichevolmente, X-Men. Inoltre Moira promette a Charles di non rivelare mai a nessuno dove si trovano ma Charles, baciandola, cancella tutti i suoi ricordi recenti sull'accaduto. Al quartier generale della CIA, intanto, Erik - soprannominatosi Magneto (Michael Fassbender) come gli avevano suggerito precedentemente i ragazzi - libera Emma Frost chiedendole di unirsi alla sua squadra.