一艘宇宙飞船坠落地球，正在执行军事任务的狙击手奎因·麦肯纳（波伊德·霍布鲁克 饰演）恰好遭遇外星人并发生激战，侥幸逃脱的他捡到了外星人的装备并寄回了家想再做他用。传说这种被称为铁血战士的外星人曾数次光临地球，使用各种残忍的手段对人类进行猎杀游戏。而这一次，奎因的儿子罗里 收到包裹后意外触发机关，引来了更强大的终极铁血战士降临地球。而想要阻止其大开杀戒的却是一群问题士兵和一位生物科学家凯茜·布拉克（奥立薇娅·玛恩 饰演）。事情却远不像他们想象的那样简单，一场铁血、终极铁血与人类之间的三方猎杀大战正式拉响！

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HughJackman饰）和卡利班（斯戴芬·莫昌特StephenMerchant饰）照顾着年迈的X教授（帕特里克·斯图尔特PatrickStewart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DafneKeen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BoydHolbrook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。

本片改编自丹尼·莱昂1967年出版的新闻摄影集，以20世纪60年代美国中西部一个摩托车俱乐部的兴起为背景。