Dette er historien om en av X-Mens mest elskede karakterer, Jean Grey, og hennes utvikling til å bli den ikoniske DARK PHOENIX. Under en redningsoppgave i verdensrommet blir Jean 
truffet av en kosmisk kraft som forvandler henne til en av de mektigste mutantene som finnes. I kampen mot sine egne personlige demoner og den stadig mer ustabile kraften i henne mister hun kontrollen. Planeten trues og X-Men-familien er i ferd med å rakne. Denne filmen er den mest intense og emosjonelle X-Men-filmen som noensinne er laget. Den er klimakset etter 20 år med X-Men-filmer, da mutantfamilien som vi kjenner og elsker må møte deres mest ødeleggende fiende; en av sine egne.
