Tại một phòng thí nghiệm quân sự tối mật,sau nhiều năm nghiên cứu một nhóm các nhà khoa học trẻ tuổi xuất sắc vừa giải mã được chìa khóa của sự vô hình. Người nhóm trưởng kiêu ngạo Sebastian Caine (Kevin Bacon) đã bỏ mặc mọi nguy hiểm để thử nghiệm trên chính cơ thể mình. Trong khi các đồng nghiệp đang ra sức tìm thuốc giải, thì men say về sức mạnh vô hình của anh ta ngày càng tăng.
Lấy bối cảnh là thập niên 1960, X-Men: First Class đưa người xem trở về thời điểm bắt đầu truyền thuyết những người biến đổi gen và thời kỳ thế giới đang đứng trước nguy cơ diệt vong bởi những cuộc chiến tranh hạt nhân. Khi mối quan hệ giữa Mỹ và Nga (Liên Xô cũ) bắt đầu bước vào giai đoạn căng thẳng nhất thì cũng là lúc những người đột biến xuất hiện và khiến tình hình xã hội trở nên phức tạp hơn
Một người phục vụ đứng lên chống lại băng đảng của thành phố nơi mình sống trong một nỗ lực để tìm hiểu chuyện gì đã xảy ra cho người bạn đời của mình bị mất tích.
Một nhà khoa học đã phát minh ra một kỹ thuật để xem những ký ức của người dân. Khi ông được giao nhiệm vụ đi vào tâm trí của một người nghiện heroin phạm tội sát nhân, ông thấy mình rơi vào tình huống nguy hiểm sau khi tìm hiểu những suy nghĩ của người đàn ông này.
Nhà tư bản công nghiệp Tony Stark chuyên chế tạo vũ khí cho chính phủ. Trong một lần thử loại vũ khí mới, anh bị bọn khủng bố bắt giữ và ép anh phát minh vũ khí cho chúng. Để trốn thoát Tony đã sáng chế ra một bộ áo giáp bằng kim loại tự bảo vệ mình khỏi làn đạn của kẻ thù. Quả vậy, không những chống được đạn mà chiếc áo này còn biến người mặc nó thành vũ khí chiến đấu.