在酒吧中，化装成女探员的德巴力人找到了正在买醉的琴，她告诉琴她不是一般人，她不会被这种能量吓到，她能够帮助琴。于是琴信以为真，和她来到了位于纽约的德巴力人总部。在这里女探员德巴力人向琴展示了这种能量的渊源。这种能量是宇宙之中一种强大、纯粹、被称为“凤凰之力”的能量。这种能量很强，所到之处灰飞烟灭。德巴力人的母星就是被凤凰之力摧毁的。而流落到地球的德巴力人则是追踪到凤凰之力的信号后，来到这里研究如何驾驭这股力量的，然后再用这股力量东山再起的。凤凰之力来到地球，不是偶然，而是琴的与众不同的体质吸引凤凰之力来此的，琴会注定吸收凤凰之力。德巴力人继续蛊惑琴，让琴与自己为伍，而与x教授、万磁王等人划清界限。琴信以为真，傻傻上钩。

　　在X战警基地内，痛失女友魔形女的野兽对琴恨之入骨，于是他擅自驾驶飞船来到了万磁王的庄园，将琴杀了魔形女的事告诉了万磁王。万磁王这下知道琴衣服上的血迹是谁的了。X战警中，是x教授、万磁王、魔形女三人最开始召集各路变种人，四处为变种人的利益奔走，才有了今天的规模。这三人之间有着非比寻常的情谊，因此得知老战友魔形女被杀，万磁王怒火攻心，带上自己标志性的头盔，带上小弟，与野兽一起前去纽约准备杀琴。而x教授一边，也感知到了琴在纽约，但x教授始终坚信琴是善良的，他希望能将琴劝说回来，于是带上X战警众人也前去纽约找琴。就这样，三路人马会师纽约。

　　在纽约德巴力人的秘密总部前，万磁王等人遇到了X教授等人。万磁王与野兽一心想冲进去杀了琴，X战警众人则奋力阻止他俩。众人打作一团。见双方打的难舍难分，万磁王放了个大招，将地下的一辆地铁拉了出来，封住了道路，阻止了X战警众人。自己则进入房子，见到了琴。万磁王将屋内的金属扶手变成长矛，想刺死琴，但琴轻松化解了长矛的攻击。琴用意念力将万磁王拉到空中，将他标志性的头盔碾成碎片，然后将万磁王丢出了屋子。x教授此时进来了，他仍在劝说琴，但琴在德巴力女探员的蛊惑下根本听不进去，她碾坏了x教授的轮椅，用意念力像提线木偶一样的操控着x教授一步一步的走到她的面前。为了让琴知道真相，x教授放弃了心理防线，让同样具有心灵感应力的琴进入他的意识，看看他的脑海。在x教授的脑海中，琴看到了虽然x教授欺骗了自己，但他也确实真心想帮助琴。琴被感动了，立场开始动摇。德巴力女探员赶紧上前蛊惑琴，让琴放弃凤凰之力。琴同意了于是女探员开始吸收琴的凤凰之力。在女探员吸的正爽的时候，她一不小心把要消灭地球人的计划说漏嘴了。这时激光眼赶来，一炮击飞了女探员，救下了琴。但这时人类的特殊部队赶到，将现场所有变种人包括琴，全部戴上枷锁，送上一辆特制列车，押送至特制监狱进行收监。

　　尝到了凤凰之力甜头的德巴力人不愿这样放弃凤凰之力，于是，一群德巴力人开始进攻列车。德巴力人是外星生物，具有自愈能力，身手又敏捷，人类的武器对他们根本没用。人类守军纷纷败退。情急之下，最后的守军不得已，打开了变种人身上的枷锁，于是x教授麾下的x战警与万磁王麾下的变种人结成抗敌统一战线，协力对抗德巴力人。德巴力人虽然对付人类绰绰有余，但对于掌握各种特异功能的变种人就没什么胜算了。趁着打斗间隙，激光眼护送着x教授前去关押着琴的车厢，试图解救琴。在意识的世界中，琴与x教授相见，二人推心置腹、冰释前嫌，琴决定为x战警而战。这时，德巴力人的杂兵清理的差不多了，但这时，之前吸收了凤凰之力的德巴力女探员赶了过来。风暴女释放闪电攻击女探员，但闪电在凤凰之力面前毫无作用。女探员甚至吸收了闪电然后混合着凤凰之力一起射向了风暴女。风暴女倒地昏迷。蓝恶魔瞬间移动上去，但也无济于事，被女探员打翻在一边。接下来就是万磁王了，万磁王用磁力控制了车上的所有枪炮，对着女探员贴脸一通猛射，虽然延缓了女探员前进的脚步，但终究还是挡不住。这时，觉醒成为凤凰女的琴·格雷控制巨大的力量直接将整辆列车炸成碎片，同时还用能量罩保护了所有变种人。

　　众人到了车外。残余的德巴力人对凤凰女发起了攻击，但凤凰女只是一挥手就让他们全部化成了灰。这时女探员出现了，她与凤凰女面对面斗法。凤凰女释放能量，她就吸收能量。虽然凤凰女能够通过释放巨量的，她吸收不了的能量来摧毁女探员。但这样一来周围的x教授等友军也会化成灰。于是琴抓着女探员纵身一跃飞入了太空。在这里琴肆无忌惮的释放了全部凤凰之力，女探员无法一下吸收如此多的能量于是在凤凰之力中化成了灰。而凤凰女也因此失去了自己琴·格雷的人形态，从此只能以凤凰之力的能量形态四处游荡了。

　　地球上，众人躲过一劫，生活继续向前。x教授从x学校退休，新任校长由野兽担任。万磁王也与x教授选择了和解。其他人也继续着自己的生活。天空中时不时略过一团形状像凤凰的火焰。全片完。