影片以“伪纪录片”的形式再现了伪造了轰动一时的“罗斯维尔事件”丑闻的始末。1995年，一部记录1947年7月4日美国新墨西哥州罗斯维尔飞碟坠毁事件后，美国军方科学家对外星人尸体进行解剖的黑白纪录片被证明是一场骗局，引起了世人极大的轰动。拍摄这部解剖外星人短片的年轻人雷·桑蒂利（德科兰·当纳利 Declan Donnelly饰）和盖理·舒菲尔德（安东尼·迈克尔帕特林 Anthony McPartlin饰）一手操办了这场欺骗世人的疯狂闹剧。但这两位年轻人还是坚称他们的确有拿到母片，只是影片因故损毁，他们才不得不进行伪造。

　　1500年，大将军托马斯（休·杰克曼 Hugh Jackman 饰）奉皇后伊莎贝拉（蕾切尔·薇兹 Rachel Weisz 饰）之命前往新大陆寻找创传说中的“生命之树”。只要饮下一滴树的汁液，便会获得永生。一路历尽千辛万苦，终于到达了一座辉煌的隐蔽之地，看到了永生难忘的奇异景象。
　　2000年，脑癌专家汤米（休·杰克曼 Hugh Jackman 饰）急切为患脑癌的妻子丽兹（蕾切尔·薇兹 Rachel Weisz 饰）寻找良药。研究小组从南美洲丛林里带回了一株奇异的树种标本，在提炼药物用于黑猩猩实验时奇迹般地产生了效果。
　　2500年汤姆•乘坐着用思想控制的透明圆球飞船中，穿梭于太空宇宙。辽阔的星际间，身边却只有那棵已快死亡的古树，他无时无刻不回想着关于丽兹的记忆。
　　千年的奔涌时空里，苦苦寻觅的一直是生命的真谛……

　　未来世界，军方研制强化战士作战能力的药剂，却弄巧成拙导致大量民众沾染失败的实验制剂，并由此诞生了身体异于常人的生化人群体。军方兴建了庞大的隔离建筑，同时研发出对付生化人的最终武器，于是生化人组织派出女战士紫罗兰（Milla Jovovich 饰）潜入军方内部，用暴力方式将最终武器抢夺。紫罗兰难耐好奇，于路将最终武器包装打开之后发现里面居然是一名男童（Cameron Bright 饰），原来男童拥有可以消灭生化人的血液抗原，紫罗兰认为血液抗原亦可使生化人返回人类形态，不满组织的粗暴解决方式遂决意背叛，携自称“6号”的男童踏上了躲避军方和生化人组织的亡命之旅。而男童的背后，还有更大的秘密尚未揭开。

　　别看如今的杰克（蒂姆·艾伦 Tim Allen 饰）肚大腰圆，他可是曾经为政府所雇佣的超能力秘密特工，当年，为了消灭人类最强大的敌人“激进派”，杰克不仅失去了他的战友们，同时也失去了自身的超能力。军队放弃了再也没有利用价值的杰克，后者则过上了梦寐以求的正常人的生活。二十多年后的今天，当“激进派”分子再一次蠢蠢欲动的时候，军队再度的找到了杰克，这一回，他将扮演一个十分特殊和重要的角色。
　　杰克的任务是教导四个个性极其顽劣的的孩子，教他们如何正确使用和控制各自强大的超能力。对于杰克来说，这四个孩子可比曾经所遇见的所有敌人加在一起都要难对付的多，年事已高的他能够顺利的完成任务吗？

　　20年后的人类社会，正面临着前所未有的灭顶之险——所有的人类都丧失了生育能力，而东欧和非洲国家已经四分五裂，人口向英国等富裕国家大量迁移。
　　然而在英国境内，人们正陷入一片混乱和恐慌中。人人都为世界末日的到来而焦躁狂暴。非洲女孩肯（克莱尔-霍普•阿什提 Claire-Ho pe Ashitey饰）非法移民到这个国家，但令人振奋的是她腹中竟然怀有孩子。为了保住人类唯一的血脉，警察蒂奥（克里夫•欧文 Clive Owen 饰）和前妻朱丽（朱丽安•摩尔 Julianne Moore 饰）决定不惜一切代价将肯安全离境，但枪林弹雨却使他们举步维艰。
　　在逃亡中，婴儿出生在了一个难民营里。刀枪当前，保住人类最后的希望，成为蒂奥心中唯一的信念。

　　琴(法米克·詹森 Famke Janssen 饰)的死亡在X战警中造成了持续的影响，斯科特和金刚狼罗根(休·杰克曼 Hugh Jackman 饰)恍然若失。学院的教学任务落在了风暴女(哈莉·贝瑞 Halle Berry 饰)和金刚狼等人的肩上，异种人在这里才能得到身份的认同。某公司从一名异种人儿童的基因中提取出了还原变异的X基因的“解药”，可以令异种人的身体与常人无异，解药的问世在异种人中引起了强烈反响，万磁王(伊安·麦克莱恩 Ian McKellen 饰)四处联系不愿改变体质的异种人，试图用暴力反抗人类社会的不公平待遇。金刚狼等人发现琴并未死去，而且她被唤醒的第二重人格拥有极为强大的力量，X教授(帕特里克·斯图尔特 Patrick Stewart 饰)和万磁王各自争取琴，她成为了改变异种人世界的关键人物…