《时间是1979年，美国俄亥俄州一个平凡小镇。少年乔·兰布（乔尔·科特尼 Joel Courtney 饰）痛失母亲，生死悲痛让他久久地沉默。数月后，他应好朋友查尔斯（雷利·格里芬斯 Riley Griffiths 饰）的邀请，决定约上几个朋友一起用超8摄像机（8 mm）拍摄一部恐怖电影。当然令他下定决心的，是那个令她心仪的美丽女孩爱丽丝（艾丽·范宁 Elle Fanning 饰）也参与其中。在某个夜晚，爱丽丝驾驶父亲的汽车载着伙伴们来到火车站拍戏，谁知却目睹了一场极其惨烈的火车事故。
《故事的设定发生在当下，变种人族群遭到了前所未有的毁灭性打击，而这一切的根源是“魔形女”瑞文（詹妮弗·劳伦斯 Jennifer Lawrence 饰）在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克（彼特·丁拉基 Peter Dinklage 饰）。在得知“幻影猫”（艾伦·佩吉 E llen Page 饰）利用穿越时空的能力帮助Blink（范冰冰 饰）等战友逃脱巨型机器人“哨兵”的追杀后，X教授（帕特里克·斯图尔特 Patrick Stewart 饰）和万磁王（伊恩·麦克莱恩 Ian McKellen 饰）达成认同，决
《正就读中学的少年迈尔斯（沙梅克·摩尔 Shameik Moore 配音）意外被一只遭受放射性污染的蜘蛛咬伤，随后身体发生奇特的变化。偶然机缘，他目睹了蜘蛛侠（克里斯·派恩 Chris Pine 配音）和犯罪头目金并（列维·施瑞博尔 Liev Schreiber 配音）的战斗。为了阻止金并利用时空对撞机扰乱宇宙，蜘蛛侠最终壮烈牺牲。可未过多久，来自平行宇宙的颓废的彼德·帕克（杰克·约翰逊 Jake M. Johnson 配音）出现在迈尔斯面前。为了阻止金并的阴谋，并帮助这个帕克返回自己的宇宙，他们闯入金并的
