Morgan Lily zagrała ją jako dziecko. Nicholas Hoult jako Henry „Hank” McCoy / Beast, mutant pokryty futrem, mający chwytne stopy i nadludzkie zdolności fizyczne.
W filmie ponadto wystąpili: Jason Flemyng jako Azazel, mutant posiadający zdolność teleportacji, należący do Hellfire Club; Lucas Till jako Alex Summers / Havok, mutant, który ma zdolność pochłaniania energii i wyładowywania jej w postaci wybuchów; Edi Gathegi jako Armando Muñoz / Darwin, mutant ze zdolnością „reaktywnej ewolucji”; Caleb Landry Jones jako Sean Cassidy / Banshee, mutant zdolny do emitowania fal dźwiękowych używanych na różne sposoby, w tym jako środek lotu; Zoë Kravitz jako Angel Salvadore, mutantka ze skrzydłami ważki i kwasową śliną; Álex González jako Janos Quested / Riptide, mutant ze zdolnością tworzenia potężnych trąb powietrznych z rąk i ciała należący do Hellfire Club; Glenn Morshower jako Robert Hendry, amerykański generał; Matt Craven jako McCone, dyrektor CIA; Rade Šerbedžija jako rosyjski generał oraz Don Creech jako William Stryker Sr., agent CIA.