La película comienza con Logan (Henry Cavill) viviendo aislado, tras haberse retirado de su papel como Wolverine. Lo persiguen las batallas pasadas, la pérdida de amigos y su factor de curación cada vez menor. Está luchando con su inmortalidad y el desvanecimiento de sus poderes mutantes. La historia se desarrolla en un futuro distópico y áspero en el que los mutantes son perseguidos y el mundo está al borde del caos.
Jason Momoa interpreta a Viktor Creed, una figura amenazante del pasado de Wolverine con un nuevo plan. Sin embargo, esta vez no es solo otro villano: ha sido mejorado con implantes cibernéticos, lo que lo hace más poderoso que nunca. Viktor está trabajando para una agencia gubernamental clandestina que captura mutantes para aprovechar sus habilidades con fines oscuros y militaristas.
Wolverine es sacado de su vida aislada cuando un grupo de jóvenes mutantes, que han sido seleccionados para ser capturados, lo buscan para protegerlo. Aunque reacio al principio, Logan se ve obligado a enfrentar a sus demonios internos mientras asume el papel de su protector. Con sus poderes menguando lentamente, ya no es la fuerza imparable que alguna vez fue, lo que agrega peso emocional a sus batallas.
Viktor, ahora llamado “Omega Creed”, lidera la carga contra Logan, obligando a los dos a varios enfrentamientos intensos. Su rivalidad es personal, llena de brutales combates cuerpo a cuerpo, con Logan tratando desesperadamente de salvar a la próxima generación de mutantes mientras es llevado al límite de sus límites físicos.
En el clímax de la película, Logan hace un movimiento de autosacrificio, sabiendo que su factor de curación no es lo que solía ser. Se enfrenta a Viktor en un enfrentamiento final y sangriento. Logan logra derrotar a Viktor superándolo en inteligencia en lugar de dominarlo, pero resulta mortalmente herido en el proceso. En sus momentos finales, Logan transmite su sabiduría a los mutantes más jóvenes, diciéndoles que sean mejores de lo que él fue y dejando un legado de esperanza para el futuro de la humanidad mutante.