Es el año 2029. Los mutantes prácticamente han desparecido. Un cansado y abatido Logan (Hugh Jackman) vive retirado en la ciudad mexicana de El Paso. Es una sombra de lo que era. Se gana la vida conduciendo limusinas y se emborracha más de la cuenta. Su compañero en el exilio es el Profesor Charles Xavier (Patrick Stewart), también en las últimas, ya que está enfermo, inválido y con sus facultades mentales deterioradas. Logan cuida de él.
Pero los intentos de Logan por ocultarse del mundo y olvidar su legado terminarán con la aparición de la joven Laura Kinney (Dafne Keen), también conocida como X-23, una niña que parece tener sus mismos poderes, y que está siendo perseguida por fuerzas oscuras. Esto obligará a Logan a enfrentarse a un villano de su antiguo pasado en una misión a vida o muerte.