После победы над Страйкером сообществу мутантов и остальному человечеству удалось найти общий язык. Интересы мутантов теперь представлены на государственном уровне, а в исследовании их генома намечается прорыв — вот-вот будет изобретено лекарство, при помощи которого станет возможным полное излечение. Многие мутанты рады возможности вернуться к обычной жизни, но такое положение дел не устраивает Магнето, и он не намерен отказываться от власти, которую гарантируют сверхспособности. Он хочет положить конец научным исследованиям и собирает армию сторонников для осуществления своего плана.

Главным козырем в грядущем противостоянии может стать Феникс — переродившаяся в новом образе Джин Грей. Трагические события, случившиеся с ней во время прошлых сражений привели к пробуждению у нее новых способностей. Феникс — мутант последнего, пятого уровня, самый могущественный из всех живущих. Ее силы огромны, но она не может их контролировать, представляя опасность и для окружающих, и для самой себя. Профессор Ксавье пытается помочь бывшей ученице, но Магнето надеется переманить могущественно мутанта на свою сторону.

В интервью в июне 2009 года Брайан Сингер признался, что сожалеет об отказе от режиссуры этого фильма в пользу “Возвращения Супермена”.

Келси Грэммер так хотел сыграть Зверя, что согласился на прослушивание. Это было его первое прослушивание за последние двадцать лет.

Из-за того что у Ребекки Ромейн (Мистик) и Джеймса Марсдена (Циклоп) была очень высокая занятость в других проектах, их роли были существенно сокращены.

Персонаж Ночного Змея должен был появиться в одной из сцен фильма. Алан Камминг был готов вернуться к своей роли, даже несмотря на долгий и сложный процесс нанесения грима. Однако эпизод с его появлением был настолько коротким, что его вырезали из сценария.

Холли Берри изначально не хотела возвращаться к роли Шторм, сославшись на отсутствие развития у ее персонажа в предыдущих фильмах и напряженные отношения с режиссером Брайаном Сингером. Однако после ухода Сингера и кассового провала фильма “Женщина-кошка”, в котором она сыграла главную роль, Берри согласилась вернуться, но при условии, что ее роль будет расширена. В результате Шторм заменяет Циклопа и профессора Ксавьера в качестве лидера команды Людей Икс.

Бюджет фильма составил 210 миллионов долларов, и в то время это был самый дорогой фильм в истории.

Предполагалось, что это будет последний фильм о Людях Икс с участием этого актерского состава, по аналогии с трилогиями франшизы «Звездные войны». Но в конце постпродакшна студия изменила решение, и режиссеру Бретту Ратнеру пришлось переснять и перемонтировать некоторые сцены, сделав финал более открытым. Но когда разработка четвертого фильма не увенчалась успехом, серию все-таки перезапустили фильмом “Люди Икс: Первый класс”.

Чтобы сделать свою игру более убедительной, сыгравшая Джин Грей актриса Фамке Янссен тщательно изучала тему диссоциативных расстройств и раздвоения личности.

По сценарию, у Колосса было гораздо большее экранного времени, в том числе за счет сцен боя с Джаггернаутом и Магнето. Но в ходе редактирования роль была почти полностью сокращена. Сцену сражения Колосса и Джаггернаута можно увидеть в фильме “Дэдпул 2”.

Режиссер Бретт Ратнер пригласил Эллен Пейдж на роли Китти Прайд после того, как увидел ее в фильме “Леденец”. Сначала Пейдж отказалась от участия, но после того, как Ратнер позвонил ей лично, приняла предложение.