《X战警前传2》的演员阵容是《X战警》系列中规模最大的，除了休·杰克曼、哈莉·贝瑞、伊恩·麦克莱恩、帕特里克·斯图尔特、安娜·帕奎因、艾伦·佩姬、肖恩·阿什莫、丹尼尔·库德摩尔以外，《X战警：第一战》中的詹姆斯·麦卡沃伊、迈克尔·法斯宾德、詹妮弗·劳伦斯和尼古拉斯·霍尔特都已加盟影片。此外，艾美奖获奖演员彼得·丁克拉奇、我国演员范冰冰、《暮光之城》狼人波波·斯图尔特以及《不可触碰》的法国演员奥马·希也都会在片中饰演主要角色。

 

　 《X战警》漫画故事有两条时空线索，一个是有X教授领衔的X战警与万磁王组建的兄弟会在现实时空对抗，另一个则是在未来时空，是因为X战警没能阻止兄弟会刺杀参议员Robert Kelly而导致的。在这个未来的世界里，哨兵统治着美国　，而变种人则被拘禁。X战警的伙伴“幻影猫”Kitty从未来发来警告，提示他们可能面临的危险。Kitty最终成功完成任务并回到未来，但是未来的这条时间线仍然存在于平行时空中。