W rolach głównych występują Patrick Stewart (Profesor Charles Xavier), Ian McKellen (Erik Lehnsherr / Starszy Magneto), James McAvoy (Charles Xavier / Profesor X), Michael Fassbender (Erik Lehnsherr / Magneto), Hugh Jackman (Logan / Wolverine), Jennifer Lawrence (Raven / Mystique), Ellen Page (Kitty Pryde / Shadowcat), Halle Berry (Ororo Munroe / Storm) i Nicholas Hoult (Hank McCoy / Bestia).