La película comienza con Logan (Henry Cavill) viviendo en aislamiento, habiendo dejado atrás su papel como Wolverine. Está atormentado por batallas pasadas, la pérdida de amigos y su disminuyente factor de curación. Lucha con su inmortalidad y el desvanecimiento de sus poderes mutantes. La historia se desarrolla en un futuro distópico y sombrío donde los mutantes son cazados y el mundo está al borde del caos.

Jason Momoa interpreta a Viktor Creed, una figura amenazante del pasado de Wolverine con una nueva agenda. Sin embargo, esta vez no es solo otro villano: ha sido mejorado con implantes cibernéticos, lo que lo hace más poderoso que nunca. Viktor trabaja para una agencia gubernamental subterránea que captura mutantes para aprovechar sus habilidades con fines oscuros y militaristas.

Wolverine es sacado de su vida recluida cuando un grupo de jóvenes mutantes, que han sido objetivo de captura, lo busca para protección. Aunque al principio es reacio, Logan se ve obligado a enfrentar sus demonios internos al asumir el papel de su protector. Con sus poderes disminuyendo, ya no es la fuerza imparable que solía ser, lo que añade peso emocional a sus batallas.

Viktor, ahora llamado “Omega Creed”, lidera la carga contra Logan, forzando a los dos a varios enfrentamientos intensos. Su rivalidad es personal, llena de combates brutales cuerpo a cuerpo, con Logan desesperadamente intentando salvar a la próxima generación de mutantes mientras es llevado al límite físico.

En el clímax de la película, Logan realiza un movimiento de auto-sacrificio, sabiendo que su factor de curación no es lo que solía ser. Enfrenta a Viktor en un último y sangriento enfrentamiento. Logan logra derrotar a Viktor al ingenio en lugar de la fuerza, pero resulta mortalmente herido en el proceso. En sus últimos momentos, Logan transmite su sabiduría a los jóvenes mutantes, diciéndoles que sean mejores de lo que él fue, dejando un legado de esperanza para el futuro de la especie mutante.