Der Film beginnt im Kanada des Jahres 1845 damit, dass James Howletts (Logans bzw. Wolverines Vater) von Victor Creeds Vater getötet wird. Daraufhin zeigt sich Logans Mutation und er tötet Creed mit Knochenklauen, die aus seinen Handrücken wachsen. Während er stirbt, verrät Creed Logan, dass er sein Vater ist. Daraufhin flüchten Victor und Logan zusammen. In den folgenden Vorspannszenen sieht man die erwachsenen Brüder Logan und Victor kämpfend im Amerikanischen Bürgerkrieg, dem ersten und zweiten Weltkrieg und in Vietnam. Dort werden sie nach einem Angriff von Victor auf seinen Vorgesetzten zum Tode verurteilt, überleben aber Dank ihrer Selbstheilungskräfte. Der Colonel William Stryker taucht auf und bietet ihnen an, Mitglieder in seinem Mutantenteam zu werden. Nach einer Mission in Nigeria trennt sich Logan vom Team.

Sechs Jahre später lebt Logan mit seiner Freundin Kayla Silverfox zusammen. Er arbeitet als Holzfäller. Stryker trifft auf Logan und will ihn wieder in seinen Diensten haben. Logan lehnt ab. Victor spürt die beiden auf und tötet Kayla. Anschließend kommt es zum Kampf zwischen Logan und seinem Bruder, welcher letztendlich als Sieger hervorgeht. Stryker bittet Logan, ihm gegen Victor zu helfen, der schon andere ehemalige Mitglieder des Mutantenteams getötet hat. Logan willigt ein, um Rache an Victor nehmen zu können. Daraufhin lässt Stryker sein Skelett mit Adamantium überziehen. Als Logan mitbekommt, dass auch sein Gedächtnis gelöscht werden soll, flieht er und findet Zuflucht bei einem älteren Farmer-Ehepaar. Dieses wird von Strykers Gefolgsmann Zero getötet, der Jagd auf Logan macht. Logan rächt das Ehepaar, indem er Zeros Hubschrauber zerstört und Zero in dem brennenden Wrack zurücklässt.

In Las Vegas trifft Logan seine ehemaligen Teamkollegen John Wraith und Fred Dukes. Nach einem Boxkampf mit Fred, den Logan für sich entscheiden kann, erfährt er von diesen, dass Stryker ein Mutantengefängnis auf einer Insel errichtet hat, aus dem bisher nur Remy LeBeau alias Gambit entkommen konnte. Logan und John Wraith spüren diesen in einem Casino auf. Während John im Hinterhof auf Creed trifft und von diesem nach einem kurzen Kampf getötet wird, kommt es drinnen zur Eskalation mit Remi LeBeau. Dieser katapultiert Logan mit seiner Mutantenfähigkeit durch die Wand des Casinos in den Hinterhof, wo Logan Creeds Mord an John sieht. Es kommt erneut zum Kampf zwischen den beiden Brüdern, welchen dieses Mal Logan für sich entscheidet. Creed kann jedoch fliehen. Anschließend besiegt Logan auch Gambit.

Mit Gambits Hilfe gelangt Logan zum Gefängnis, das sich auf dem Gelände des Atomkraftwerks Three Mile Island befindet. Dort erfährt er, dass Kayla noch am Leben ist und ihr Tod nur eine Finte war, damit er wieder für Stryker arbeitet. Kayla arbeitete jedoch nur deshalb für Stryker, da dieser ihre Schwester auf der Insel festhält. Als Kayla Logan nacheilen will, um ihm dies zu sagen, wird sie von Creed aufgehalten. Logan hört sie schreien, kommt zurück und stellt Creed. Es kommt zum dritten Kampf zwischen Creed und Logan, welchen erneut Wolverine gewinnt. Am Ende steht Logan vor der Wahl Creed zu töten, oder ihn am Leben zu lassen. Er wählt letzteres, da Kayla ihm eindringlich klar macht, dass er - im Gegensatz zu Creed - kein Tier ist. Da Kayla Logan immer noch liebt, hilft sie ihm und zusammen befreien sie die gefangenen Mutanten. Um Logan aufzuhalten, aktiviert Stryker Waffe XI, auch „Deadpool“ genannt. Während Logan Waffe XI bekämpft fliehen die befreiten Mutanten unter der Führung von Cyclops und Emma Frost zu einem Hubschrauber, der von Professor Xavier auf die Insel gebracht wurde.

Nachdem Logan und Victor Deadpool gemeinsam besiegen und Victor von der Insel geflohen ist, wird Logan bei dem Versuch die verletzte Kayla zu retten von Stryker gestellt. Dieser schießt ihm mit einer Adamantiumkugel in den Kopf, was Logan zwar nicht tötet, aber seine Erinnerungen auslöscht. Bevor Kayla stirbt, zwingt sie Stryker, der sie erschießen will, mit ihren Hypnosefähigkeiten dazu, die Insel zu verlassen und sinnlos immer weiter zu laufen. Gambit kehrt zurück, um Wolverine von der Rettung der Mutanten zu berichten, dieser erkennt ihn jedoch auf Grund seines Gedächtnisverlustes nicht. Wolverine flieht daraufhin alleine, während Polizei und Rettungskräfte auf dem zerstörten Kraftwerksgelände eintreffen.

In der letzten Szene (ohne Berücksichtigung der Szene im Abspann mit Wolverine) sieht man Stryker völlig verwahrlost eine Landstraße entlangschlurfen. Kurz darauf wird er von der Militärpolizei verhaftet.

Nach dem Abspann gibt es multiple Szenen, die von Kino zu Kino unterschiedlich gezeigt wurden: In einer Version sieht man Wolverine in Japan in einer Kneipe sitzen. Auf die Frage hin, ob er sich betrinken würde, um zu vergessen, antwortet er, er würde trinken, um sich zu erinnern. In der anderen Version greift Deadpools Arm in den Trümmern des Kraftwerks nach dem abgetrennten Kopf, der dann die Vierte Wand bricht, indem er sich dem Zuschauer zuwendet mit einem „Pst!“.

Quelle: WikiPedia DE