Wolverine / Logan (Hugh Jackman) : Mutant au pouvoir de régénération et au squelette recouvert d'adamantium qui a tout oublié son passé.
Magneto / Erik Magnus Lehnsherr (Ian McKellen) : Mutant qui contrôle les champs magnétiques, il déteste en outre les humains et se bat contre les lois anti-mutant.
Mystique / Raven Darkholme (Rebecca Romijn) : Mutante métamorphique, elle poséde egalement à l'instar de Wolverine une grande capacité de régénération. La plus fidéle alliée de Magneto.
Professeur X / Charles Francis Xavier (Patrick Stewart) : Puissant télépathe et fondateur de l'école pour jeunes mutants.
Malicia / Marie D'Ancanto (Anna Paquin) : Mutante capable d'absorber l'energie, la mémoire, les pouvoirs d'une personne par simple contact physique.
Docteur Jean Grey (Famke Janssen) : Mutante télépathe et télékinésiste.
Cyclope / Scott Summers (James Marsden) : Mutant capable de générer des rayons d'énérgie déstructeurs depuis ces yeux. Pouvoir qu'il ne contrôle pas totalement.
Tornade / Ororo Munroe (Halle Berry) : Mutante capable de contrôler les éléments.
Crapaud / Mortimer Toynbee (Ray Park) : Mutant possédant des caractéristiques physiques rappelant le crapaud, une langue extensible et une grande force dans les jambes. Allié de Magneto.
Dent de sabre / Victor Creed (Tyler Mane) : Mutant possédant des attributs physiques et sensoriels animals ainsi qu'une grande capacité de régénération. Allié de Magneto.
Sénateur Kelly (Bruce Davison) : Il voue une haine sans limite aux mutants.