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。

这部电影描述了人类史上最残酷的战争之一：温泉关之战。公元前480年，波斯国王薛西斯一世（罗德里格•桑托罗 Rodrigo Santoro 饰）亲率30万大军征战希腊。希腊各个城邦迅速派出军队结成了联军，准备抵御波斯军队的入侵。

新年前夜，死亡幽灵般的凶手，利用跨年烟花的掩护，在市中心的一栋大楼，大规模远程射击枪其他高层楼上狂欢的人群，紧接着射出子弹的大楼房间发生爆炸。此神秘案件遇难者人数众多，留下的线索极少。　　当地年轻女警艾丽诺的敏锐判断吸引 了负责调查此案的联邦调查局长官兰马克的注意，二人携手接近那冷酷的、危险的、惊人的真相。

新年前夜，神秘杀手在美国市中心的一栋高层，大规模远程枪杀狂欢的人群。29人死亡，枪枪毙命，案发现场找不到任何弹壳、指纹等证物，杀手毫无踪迹。三天后，杀手又在大型购物中心大开杀戒，数十位市民和安保人员中弹身亡，一组特警队员也被杀手用手榴弹团灭。

新年前夜，死亡幽灵般的凶手，利用跨年烟花的掩护，在市中心的一栋大楼，大规模远程射击枪其他高层楼上狂欢的人群，紧接着射出子弹的大楼房间发生爆炸。此神秘案件遇难者人数众多，留下的线索极少。　　当地年轻女警艾丽诺的敏锐判断吸引 了负责调查此案的联邦调查局长官兰马克的注意，二人携手接近那冷酷的、危险的、惊人的真相。