影片剧情围绕X战警中最受欢迎成员之一的琴·葛蕾展开，讲述她逐渐转化为黑凤凰的故事。在一次危及生命的太空营救行动中，琴被神秘的宇宙力量击中，成为最强大的变种人。此后琴·葛蕾不仅要设法掌控日益增长、极不稳定的力量，更要与自己内心的恶魔抗争，她的失控让整个X战警大家庭分崩离析，也让整个星球陷入毁灭的威胁之中。《X战警：黑凤凰》是迄今为止气氛最紧张、情感最丰富的一部《X战警》电影，是《X战警》系列20年来的集大成之作，大家非常熟悉和热爱的变种人大家庭即将面对最为强大的敌人——而她恰恰还是他们中的一员。
自诩为道德黑客的梅尔·班迪森阻止了一起数据泄露事件，同时也关闭了一个国际犯罪网络，这让她的生活发生了翻天覆地的变化。然后她就成为了目标，并被一段深度伪造的视频“显示”她谋杀了某人。她在一个相亲时认识的熟人帮助下开启逃亡生涯，然后尽一切努力证明自己的清白。
2004年4月的一天，一支美军小分队在伊拉克巴格达巡逻。平静的清晨时光很快被震耳欲聋的枪炮声打破，小分队突然遭到当地武装分子的袭击。经过一番激烈交战，武装分子中数人伤亡，美军中士大卫•杰森（Michael Belisaro 饰）也身受重伤。战友的伤势严重，小分队的士兵们无法顾及其他，连忙带着大卫赶往最近的伊拉克医院。在医院内他们和恰好在此疗伤的武装分子遭遇，双方再次发生冲突。 万般无奈之下，小分队成员只得带着伤者转移。在接下来的12小时内，他们遭遇了汽车炸弹、自杀袭击、武装分子围攻等种种危难。所谓正义已没有意义，巴格达变成了难辨善恶的血腥修罗场…
故事接上集，为了完成阎罗王（李政宰 饰）开出的条件，解怨脈（朱智勋 饰）与德春（金香起 饰）与凶悍的城主神（马东锡 饰）展开决斗。江林（河正宇 饰）也力劝一等兵（都暻秀 饰）公开秀鸿意外死亡的真相，就在阴间使者们试图完成任务的同时，千年前，他们生前的悲剧也将被逐一揭开…
海湾战争后，美国于1992年在伊拉克的南方守望行动中遭遇胡巴尔群楼爆炸攻击，美军将嫌疑组织首领绑架至美秘密调查。FBI探员安东尼•哈勃德（丹泽尔•华盛顿 Denzel Washington 饰）及阿拉伯语搭档弗兰克（托尼•夏尔赫布 Tony Shalhoub 饰）负责调查纽约巴士自杀炸弹恐怖袭击过程中收到神秘讯息“放人”。CIA特工伊莉斯（安妮特•贝宁 Annette Bening 饰）坚称为恐怖分子办理学生签证入美的阿拉伯人萨米尔（塞米•鲍亚吉拉 Sami Bouajila）是自己重要线人，却不肯透露其他信息。随着恐怖袭击的升级，将军威廉姆•得弗罗（布鲁斯•威利斯 Bruce Willis 饰）奉总统之名进驻纽约对布鲁克林区实施军管，将所有青壮年阿拉伯人收监待审。军方对人权与民主的践踏激起纽约市民的强烈反感，示威游行与下一波恐怖活动的威胁让所有人进退两难……
