El elenco es uno de los puntos fuertes de la película. Hugh Jackman sigue siendo un Wolverine carismático y convincente, mientras que James McAvoy y Michael Fassbender ofrecen actuaciones destacadas como versiones jóvenes de Charles Xavier y Erik Lehnsherr, respectivamente. Jennifer Lawrence también regresa como Raven Darkhölme, con su característico humor y valentía.