سال ۲۰۲۹، نزدیک به بیست و پنج سال است که جهش یافته جدیدی به دنیا نیامده و جهش یافته‌های باقی مانده هم همچون گذشته باترس و در خفا زندگی می‌کنند. در این میان لوگان که با بالا رفتن سنش قدرت‌های خود را از جمله زود درمانی تا حد زیادی از دست داده به همراه کالیبان در مکانی دور افتاده در ایالت تگزاس زندگی می‌کند. مهم‌ترین کار لوگان هم مراقبت از چارلز اگزاویه / پروفسور ایکس است که با بالا رفتن سنش ذهنش به هم ریخته شده و نمی‌تواند قدرت‌هایش را کنترل کند و در مواقعی که می‌ترسد به شدت به دیگران آسیب می‌زند. لوگان خرج زندگی خود را از طریق رانندگی در میاورد و منتظر فرصت است تا برای همیشه از کشور خارج بشود.

روزی زنی مکزیکی بنام گابریلا به سراغ لوگان می‌آید و به او می‌گوید حاضر است در عوض انجام کاری به لوگان پول خوبی بدهد. لوگان ابتدا قبول نمی‌کند اما وقتی دوباره گابریلا را می‌بیند با اصرار او و با توجه به اینکه برای خروج از کشور پول لازم دارد قبول می‌کند در ازای دریافت پول او و دخترش بنام لورا را به داکوتای شمالی ببرد.

صبح روز بعد لوگان به طرف هتلی می‌رود که گابریلا و لورا داخل آن هستند اما با جنازه گابریلا مواجه می‌شود و سریع محل را ترک می‌کند و به خانه خودش بر می‌گردد. درست در زمانی که لوگان متوجه می‌شود لورا به صورت پنهانی در پشت ماشینش تا به اینجا آمده گروهی از مردان مسلح به طرف آن‌ها می‌آیند. لوگان ابتدا تصور می‌کند آنها بخاطر چارلز اینجا هستند اما بعد متوجه می‌شود هدفشان لورا است. چند نفر از مردان مسلح به داخل خانه رفته تا لورا را بیرون بیاروند اما لحظاتی بعد لورا با سر بریده یکی از آن‌ها بیرون می‌آید و لوگان متوجه می‌شود لورا یک جهش یافته است که مثل خودش قابلت خود ترمیمی دارد و از دستانش چنگال‌های تیز بیرون می‌زند. لوگان به همراه چارلز و لورا فرار می‌کند اما کالیبان توسط گروه مسلح دستگیر می‌شود. چارلز به لوگان اطلاعاتی دربارهٔ لورا می‌دهد. لوگان با توجه به اطلاعاتی که از موبایل گابریلا پیدا می‌کند متوجه می‌شود یک سازمان آزمایشی عجیب که ظاهراً وابسته به دولت است در طی پروژه‌ای بنام ترنسیجن در حال تبدیل کردن بچه‌های جهش یافته به ماشین‌های کشتار است و از طریف دی ان ای دیگر جهش یافتگان افرادی با قدرت‌های زیاد به وجود میاورد. لوگان متوجه می‌شود لورا نه تنها دختر گابریلا نیست بلکه دختر خود اوست و لورا با دی ان ای او به وجود آمده است.

لوگان که بدنش ضعیف تر از قبل شده چاره‌ای نمی‌بیند جز اینکه لورا را به مقصد برساند. ابتدا برای تعویض ماشین و استراحت به یک هتل می‌روند اما اوضاع خراب می‌شود و آنها بازهم فرار می‌کنند. در مسیر راه به دعوت خانواده روستایی که ماشینشان در کنار جاده خراب شده بود و لوگان به آنها کمک کرده بود شام را به خانه آنها می‌روند. همه چیز خوب پیش می‌رود اما ناگهان سر و کله جهش یافته‌ای بنام اکس-۲۴ پیدا می‌شود که نسخه جوانتر و قدرتمند تری از لوگان است. اکس-۲۴ ابتدا پروفسور اگزاویه را به قتل می‌رساند و سپس به سراغ لورا می‌رود. تلاش‌های لوگان برای نجات جان اگزاویه فایده‌ای ندارد و او می‌میرد. لوگان با تلاش فراوان لورا را از دست اکس-۲۴ نجات می‌دهد اما خودش آسیب زیادی می‌بیند و با دردسر فراوان و کمک خانواده روستایی موفق به فرار می‌شود.

بعد از شک و تردیدهای فراوان لوگان بالاخره تصمیم می‌گیرد مسیر را تا به آخر برود. وقتی به مقصد می‌رسند لوگان متوجه می‌شود حق با لورا است و مکانی وجود دارد که تعدادی زیادی از جهش یافته‌ها که اکثراً بچه هم هستند در آن زندگی می‌کنند و قرار است به زودی همگی از مرز خارج بشوند تا در خطر نباشند. لوگان که کار خود را تمام شده می‌داند و آخرین اثرات خود ترمیمی اش به صورت کامل از بین رفته تصمیم به رفتن می‌گیرد اما گروه مسلح رد آنها را زده و به آنها حمله می‌کنند و نبردی بین جهش یافته‌ها و مردان مسلح درمی‌گیرد که در طی آن دونالد پیرس، رئیس امنیت ترنسیجن و رهبر یاغیان ریور و همچنین دکتر زندر رایس، رئیس جراحان پروژه کشته می‌شوند. لوگان که خودترمیمی اش به صورت کامل از بین رفته در نبرد دوباره با اکس-۲۴ به شدت آسیب می‌بیند و زخم برمی‌دارد. لورا اکس-۲۴ را می‌کشد و به بالا سر پدرش می‌رود که لحظات آخر عمرش را می‌گذراند. لوگان به لورا می‌گوید تقدیرش را قبول نکند و چیزی نباشد که برای آن ساخته شده و سپس در آغوش دخترش جان می‌دهد. لورا به همراه دیگر بچه‌های جهش یافته لوگان را خاک می‌کند و قبل از آنکه برود آخرین یادگاری خود را با استفاده از یک صلیب بر سر قبر پدرش می‌گذارد:نماد افراد ایکس.