A trama é ambientada no início dos anos 1960, durante o auge da Guerra Fria, quando um mutante chamado Charles Xavier (James McAvoy) conhece outro chamado Erik Lehnsherr (Michael Fassbender).
Apesar das origens muito diferentes - Charles cresceu em uma família rica, enquanto Erik perdeu os pais em Auschwitz -, os dois se tornam grandes amigos. Enquanto o mundo oscila à beira de uma guerra nuclear, Charles e Erik unem forças com outros mutantes para salvar a humanidade. No entanto, um acontecimento separa os dois amigos.
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