一项由中国主导的国际科研项目，正在马里亚纳海沟深处进行时，遭遇未知生物攻击，科研人员被困海底。前美国海军陆战队深海潜水专家乔纳斯·泰勒受命前往营救，再度遭遇数年前曾经在深海给自己留下终身难以磨灭记忆的史前生物巨齿鲨。乔纳斯联手科研项目中的中国女科学家张苏茵成功营救了被困人员，但营救行动却意外造成了巨齿鲨逃离深海。当史前巨兽重返浅海，人类将为自己对大自然的贪婪付出惨重的代价......

难得一见的流星雨即将在俄罗斯上空出现，青年男女们兴奋非常，纷纷走上街头见证着历史性的一刻。美丽女孩尤利娅（伊琳娜·斯达森保姆 Irina Starshenbaum 饰）不顾身为军官的父亲的反对，执意和特姆（亚历山大·佩特罗夫 Alexander Petrov 饰）交往。在流星雨来的这天，他们躲在一隅偷欢，却不知莫大的危机正在袭来。一艘外星飞船遭到意外，结果又被俄罗斯空军击中。它在迫降的过程中给莫斯科造成毁灭性的打击，而尤利娅的闺蜜也在灾难中丧生。在此之后，尤利娅和朋友们闯入禁区，遭遇了外星人。阴差阳错，她决定救治受重伤的外星飞行员汉克（林奈·穆罕默托夫 Rinal Mukhametov 饰），而特姆等憎恶外星人带来的灾难，对汉克恨之入骨。 跨越时空的爱情在此过程中产生……

47岁的布拉德供职于非营利性组织，在他的许多大学同学都过上了印有贵族阶层标签的生活之际，反观自己的清贫，不免产生了对于人生选择的疑惑。布拉德的儿子特洛伊即将高中毕业，父子二人从小城市萨克拉门托前往波士顿参加大学的面试。对于人生思虑重重而心不在焉的布拉德在与特洛伊的交谈中方才意识到他具有很高的音乐天赋，极有可能被哈佛录取。这一发现令他颇为兴奋，感到自己失败的人生出现转机。不料，当他们来到哈佛才发现特洛伊记错了面试时间。不愿就此错过在本校面试机会的布拉德迫于无奈辗转联系到昔日大学同窗、如今炙手可热的话题人物，同时也在哈佛执教的克雷格。在克雷格的帮助下特洛伊重新参加了面试。布拉德与克雷格见面表示感谢，却在交谈时流露出对大学同学将自己边缘化的不满，二人不欢而散。大学面试之行即将结束，布拉德看着儿子，心中对人生的忧虑渐渐释然。

近未来，奥特普能源公司研发出一种利用平行宇宙获取新能源的方法，并盛情邀请飞行员兼物理学家威廉·波特（丹·史蒂文斯 Dan Stevens 饰）协助。因为要照顾身为单亲妈妈的妹妹米娅和患有心理疾病的侄子东尼，威廉婉拒了奥特普的邀请，后抱着强烈的使命感和好奇心，决定投身新计划。不料，就在威廉穿越至另一个宇宙时，系统不稳定导致宇宙即将坍塌。面对机甲和反叛组织的追逐，威廉必须拼尽全力，为了保护心爱的家人和真实宇宙，尽快解决如同末日来临般的大危机。

故事发生在2029年，彼时，X战警早已经解散，作为为数不多的仅存的变种人，金刚狼罗根（休·杰克曼 Hugh Jackman 饰）和卡利班（斯戴芬·莫昌特 Stephen Merchant 饰）照顾着年迈的X教授（帕特里克·斯图尔特 Patrick Stewart 饰），由于衰老，X教授已经丧失了对于自己超能力的控制，如果不依赖药物，他的超能力就会失控，在全球范围内制造无法挽回的灾难。不仅如此，金刚狼的自愈能力亦随着时间的流逝逐渐减弱，体能和力量都早已经大不如从前。 某日，一位陌生女子找到了金刚狼，将一个名为劳拉（达芙妮·基恩 Dafne Keen 饰）的女孩托付给他，嘱咐他将劳拉送往位于加拿大边境的“伊甸园”。让罗根没有想到的是，劳拉竟然是被植入了自己的基因而培养出的人造变种人，而在传说中的伊甸园里，有着一群和劳拉境遇相似的孩子。邪恶的唐纳德（波伊德·霍布鲁克 Boyd Holbrook 饰）紧紧的追踪着罗根一行人的踪迹，他的目标只有一个，就是将那群人造变种人彻底毁灭。