Patrick Stewart jako Charles Xavier / Profesor X, mutant, który posiada zdolność telepatii; pacyfista. Założyciel Szkoły Xaviera dla Utalentowanych Dzieci oraz X-Menów. Hugh Jackman jako James „Logan” Howlett / Wolverine, mutant posiadający szpony w rękach, wyostrzone zmysły oraz umiejętność regeneracji. W wyniku eksperymentu jego szkielet, w tym również szpony, zostały pokryte niezniszczalnym adamantium. Ian McKellen jako Eric Lensherr / Magneto, mutant posiadający umiejętność manipulowania polem magnetycznym oraz metalem, który dowodzi Braterstwem Mutantów. Brett Morris zagrał Erica jako dziecko. Halle Berry jako Ororo Munroe / Storm, mutantka potrafiąca kontrolować pogodę. Jest nauczycielką w Szkole Xaviera dla Utalentowanych Dzieci oraz należy X-Menów. Famke Janssen jako Jean Grey, mutantka posiadająca zdolności telekinetyczne i telepatyczne. Jest nauczycielką w Szkole Xaviera dla Utalentowanych Dzieci oraz należy X-Menów. James Marsden jako Scott Summers / Cyclops, mutant posiadający zdolność generowania wiązek energii z oczu, który w związku z tym nosi specjalne okulary.