Sept ans ont passé depuis L'Affrontement final et la mort de nombreux mutants1. Logan, l'éternel guerrier marginal, vit reclus dans les montagnes et fait difficilement le deuil de Jean Grey. Sur invitation donnée par Yukio, une mutante capable de lire l'avenir et de voir les morts des autres, il se rend au Japon où Yashida, un ancien officier japonais dont il a sauvé la vie en 1945 lors du bombardement de Nagasaki, lui propose un marché : en échange de sa capacité à guérir, il s'engage à le rendre mortel à nouveau. Logan refuse.
La nuit suivante, Yashida décède, léguant l'entreprise familial à sa petite-fille Mariko, ce qui provoque le courroux du père de cette dernière et fils de Yashida, Shingen. Celui-ci, en collaboration avec Noburo Mori, le futur mari de Mariko (également ministre de la justice) engage des Yakuzas pour la lui ramener avant la mise en application du testament quelque jour plus tard.
Pendant l'enterrement du grand-père, les yakuzas tentent d'enlever Mariko, mais Logan la sauve ; pendant le combat, le mutant réalise vite que son corps ne guérit plus aussi vite qu'avant. Ils s'enfuient à bord du Shinkansen dans lequel se trouve d'autres Yakuzas. Après un combat sur le toit du train, Logan sorti vainqueur du combat et convainc Mariko de le laisser la protéger. Ils se réfugient dans un hôtel destinés aux couples. La nuit suivante, pendant que Mariko dort dans la chambre, Logan veille sur le balcon, sous une pluie battante. Alors qu'il repense à Jean Grey, il est attaqué, et tombe dans le vide. Il ne doit son salut qu'à Mariko, réveillée et habile au lancer de couteaux.
Les deux vont alors dans une maison dans le sud du Japon appartenant à la famille de Mariko. S'ils commencent à se rapprocher, Logan fait toujours des cauchemars en lien avec Jean Grey, et semble souffrir. Entretemps on apprend que La Vipère (Dr Green) et Kenichiro les recherchent.
Les Yakuza finissent par retrouver Mariko et l'enlèvent. Logan, qui n'a rien pu faire pour la sauver, en tue néanmoins un. Il recroise Yukio, et ils se rendent à la résidence familiale. Mais lorsqu'ils arrivent, Mariko est de nouveau partie avec Kenichiro, cette fois-ci. Shingen n'a pas pu les empêcher de partir. Découragé par Yukio, Logan cherche à se débarrasser d'un parasite enfoui dans son c?ur, qui est la cause de ses souffrances. Ils sont alors attaqué par Shingen, qui mourra des griffes de Logan.
Logan et Yukio se dirigent vers la grande tour où est retenue Mariko. Suite à un combat acharné contre les ninjas de Kenichiro, Logan est finalement endormi par une flèche spéciale de Kenichiro. Il est fait prisonnier sur une chaise, ses bras coincés. La Vipère le force à sortir ses griffes pour les lui faire couper par un golem d'adamantium. Pendant que Logan et Kenichiro, qui ne considérait la Vipère que comme un pion, combattent le golem, Yukio, enfin arrivée dans la tour, combat contre La Vipère. Logan voit ses griffes se briser, et Kenichiro meurt, pendant que Yukio réussit à tuer La Vipère.
En suspension dans les airs, contre la paroi de la tour, Logan est finalement rattrapé par le golem qui le ramène sur le plancher. C'est alors qu'on apprend que Yashida n'était pas mort : c'est lui qui contrôlait le golem de l'intérieur. Son objectif était de voler le pouvoir de Logan, pour le soulager, ou plutôt pour pouvoir lui-même être immortel. Finalement, Logan ressort des griffes, cette fois sous forme d'os, et fait dégringoler Yashida du haut de la tour, en guise d'adieu.
La scène suivante se passe à l'aéroport, où Logan et Yukio font leurs adieux à Mariko, puis l'avion décolle.
Pendant le générique de fin, une scène se passe à l'aéroport d'arrivée. Logan découvre à sa grande surprise que derrière lui se tient Magnéto, qui a retrouvé ses pouvoirs et lui annonce la création d'une arme par des humains destinée à anéantir les mutants. Peu enclin à le croire, Logan se trouve obligé d'en convenir lorsque le Professeur Xavier, vivant, apparait devant lui.