电影讲述的是第二次世界大战太平洋战争重要转折点——中途岛海战：经此一役，日本海军受到“降维打击”，美日海上实力反转，从而扭转了整个太平洋战场的局势。影片通过参战士兵和飞行员一个个鲜活的故事，带领观众逐步进入1942年6月初发生在太平洋中途岛附近那场令人难以置信的战争……

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”瑞文在1973年刺杀了玻利瓦尔·特拉斯克。在得知“幻影猫”利用穿越时空的能力帮助Blink等战友逃脱巨型机器人“哨兵”的追杀后，X教授和万磁王达成认同，决定让金刚狼穿越回1973年，找到年轻的X教授和年轻的万磁王并说服他们一起阻止魔形女的行动。于是，金刚狼踏上了回到过去的旅程，但是命运会不会发生逆转，任何人都无从知晓。