Im Jahr 2024 gibt es kaum noch Mutanten. Charles Xavier (Patrick Stewart) und Logan aka Wolverine (Hugh Jackman) müssen versuchen, mit dem Verlust der X-Men zurechtzukommen. Zusätzlich haben die beide Männer mit ganz eigenen Problemen zu kämpfen, denn während die Alzheimer-Erkrankung von Professor X fortschreitet, bildet sich Logans Selbstheilungskraft langsam zurück. Unterdessen treiben der Unternehmensführer Nathaniel Essex und andere wie Donald Pierce (Boyd Holbrook) die Welt in den Ruin. Für Logan gilt es deshalb, sich ein letztes Mal aufzuraffen, um sie zu besiegen und im Zuge dessen ein Mädchen namens Laura (Dafne Keen) zu retten, das sein junger weiblicher Klon ist.