A történet 2029-ben játszódik, egy olyan világban, ahol mutánsok már alig léteznek, és az X-Men csapat is széthullott. Logan (Hugh Jackman) megöregedett, gyengébb lett, és korábbi regenerációs képessége már nem olyan hatékony. Egy limuzinsofőrként dolgozik, hogy pénzt gyűjtsön Charles Xavier (Patrick Stewart) ellátására, akinek mutáns képességei az öregedés miatt veszélyessé váltak.
Logan nyugodt életet tervez, ám minden megváltozik, amikor találkozik Laurával (Dafne Keen), egy titokzatos kislánnyal, aki hasonló képességekkel rendelkezik, mint ő. Kiderül, hogy Laura egy titkos kísérlet eredménye, amelyben mutáns gyermekeket hoztak létre egy katonai projekt részeként. A gyerekeket azonban el akarják pusztítani, és a gonosz szervezet, a Transigen, Logan nyomába ered.
Logannak utoljára harcolnia kell, hogy megvédje Laurát és a többi gyereket a kegyetlen X-24 klón és Donald Pierce (Boyd Holbrook) vezetésével érkező üldözőktől. A történet végül egy drámai és érzelmileg megrázó csatában csúcsosodik ki, amelyben Logan utoljára bizonyítja, hogy hős volt egész életében.