Le film suit Wolverine au Japon, où il est confronté à son passé et à de nouveaux ennemis. Lorsqu’un ancien soldat qu’il a sauvé durant la Seconde Guerre mondiale lui propose un cadeau inattendu, Logan se retrouve au cœur d’un conflit mêlant héritage familial, pouvoir et immortalité.

Le film se déroule peu après les événements de X-Men : L’Affrontement final. Logan vit alors reclus et porte encore le poids de la mort de Jean Grey.

À la fin du film, Wolverine affronte le Silver Samurai et découvre que celui-ci est en réalité Ichirō Yashida. Ce dernier tente de lui voler son facteur guérisseur afin de prolonger sa propre vie. Logan parvient à le vaincre et sauve Mariko Yashida, qui hérite ensuite de l’empire familial.

Oui. Le film contient une scène post-générique se déroulant deux ans plus tard. Logan est approché par Magnéto et Charles Xavier, pourtant présumé mort. Ils l’avertissent qu’une menace majeure pèse sur les mutants. Cette scène prépare directement les événements de X-Men : Days of Future Past.

Une technologie implantée dans son corps neutralise progressivement son facteur guérisseur. Pour la première fois depuis longtemps, Logan devient vulnérable aux blessures et à la mort.

Les apparitions de Jean Grey sont des visions liées au traumatisme et à la culpabilité de Logan après les événements de X-Men : L’Affrontement final. Elles symbolisent son incapacité à tourner la page.