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。

约翰（布拉德•皮特BradPitt饰）和简（安吉丽娜•朱莉AngelinaJolie饰）已经结婚了7年多，生活就像淡水般无味。婚姻就像坟墓，让他们过着死水一潭的生活。然而这仅仅是表象。背后他们各有刺激惊险的职业——约翰和简分属两个不同的秘密杀手机构，但彼此却不知道对方的职业身份。直到他们同时接到一个任务，刺杀目标竟是同一人。身份的真相才开始慢慢揭开。反复的试探和猜测，简终于不小心说穿了自己身份。于是一场同室操戈不可避免的发生了。但是他们也开始意识到，自己只是组织的一个棋子。而眼前的，是共同生活了7年的爱人。