フォックスは2002年12月公開を目指してデヴィッド・ヘイター（英語版）とザック・ペンを脚本執筆のために雇った[10]。ストーリーは『X-Men: God Loves, Man Kills』に影響されているが、ストライカーのキャラクター設定は牧師から大佐に変更された[11]。2002年2月、マイケル・ドハティとダン・ハリス（英語版）が脚本書き直しのために雇われた[12]。撮影は2002年6月17日にバンクーバーで始まって11月に完了し、公開日は2003年5月1日に変更された[10]。
『X-MEN:ファイナル ディシジョン』（2006年）詳細は「X-MEN:ファイナル ディシジョン」を参照

ブライアン・シンガーは3作目と4作目の撮影を望んでいた[13]。2004年7月16日、シンガーは『スーパーマン リターンズ』を監督するために降板した[14]。彼の案ではフェニックスに焦点を当て[15]、エマ・フロスト（英語版）をシガニー・ウィーバー、ガンビットをキアヌ・リーブスにする予定であった[16]。加えてシンガーは、ローグ（英語版）、アイスマン、パイロ（英語版）のキャラクターを掘り下げたがっていた[17]。翌月、サイモン・キンバーグとザック・ペンが雇われ、スタジオ重役はジョス・ウィードンによる『アストニッシング X‐MEN（英語版）』のストーリー「ギフテッド」を映画の主要ストーリーにする提案をした。2005年2月にマシュー・ヴォーンが監督となったが[18]、急な製作スケジュールのために降板した[19]。6月にブレット・ラトナーが引き継ぎ[20]、8月2日より撮影が始まった[21]。
ウルヴァリン 三部作
『ウルヴァリン:X-MEN ZERO』（2009年）詳細は「ウルヴァリン:X-MEN ZERO」を参照

2004年10月、デイヴィッド・ベニオフはウルヴァリンを主役としたスピンオフ映画の脚本家として雇われた[22]。ヒュー・ジャックマンはウルヴァリン役を務めるとともにプロデューサーを兼任し、さらに脚本作業にも協力した[23]。スタジオ側は『X-MEN:ファイナル ディシジョン』の監督であるブレット・ラトナーを『ウルヴァリン:X-MEN ZERO』でも続投するように交渉したが、合意には至らなかった[24]。2007年7月、ギャヴィン・フッドが監督することが発表された[25]。撮影はこれまでとは違いオーストラリアとニュージーランドで行われた。
『ウルヴァリン:SAMURAI』（2013年）詳細は「ウルヴァリン:SAMURAI」を参照

2009年8月、『X-MEN』でノンクレジットながら参加したクリストファー・マッカリーが脚本のため雇われた[26]。2010年10月、ダーレン・アロノフスキーが監督することが報じられたが[27]、翌2011年3月、アロノフスキーはプロジェクトのために長期間国を離れなければならないことを理由に監督を降板した[28]。