Menceritakan kisah yang terjadi sebelum X-Men terbentuk, X-Men Origins: Wolverine mengisahkan masa lalu Wolverine yang keras sekaligus romantis, serta hubungannya yang rumit berkaitan dengan Victor Creed serta program Weapon X yang muram. Sepanjang cerita, Wolverine bertemu dengan mutan-mutan lain, baik yang familier maupun yang asing, termasuk kejutan menyenangkan, munculnya tokoh-tokoh X-Men legendaris yang kemungkinan hadirnya dalam film ini sudah menjadi bahan perdebatan para penggemarnya.