Famke Janssen và Sophie Turner vai Jean Grey: Đây là một trong những dị nhân sở hữu sức mạnh vô song trong thế giới X-Men, xuất hiện từ tập phim đầu tiên năm 2000 dưới sự thể hiện của “Bond girl” Famke Janssen. Jean Grey quyến rũ đến mức cô cướp trọn trái tim của cả Cyclops lẫn Wolverine, tạo ra mối tình tay ba chồng chéo. Nhân vật có năng lực ngoại cảm và khả năng điều khiển đồ vật.

Trở về từ cõi chết trong X-Men: The Last Stand (2006), nhân vật thức tỉnh sức mạnh Dark Phoenix và cuối cùng tự nguyện để Wolverine giết mình nhằm không làm hại thêm người vô tội. Tuy nhiên, ở tập phim mới X-Men: Apocalypse, khán giả sẽ được gặp lại Jean Grey khi cô còn trẻ. Vai diễn nay được giao cho Sophie Turner - nàng Sansa Stark của loạt phim truyền hình đình đám Game of Thrones.

Rebecca Romijn và Jennifer Lawrence vai Mystique: Trong ba tập phim X-Men đầu tiên, nữ dị nhân da xanh biến hình do Rebecca Romjin đảm nhận và là tay chân thân tín của Magneto. Nhân vật thu hút khán giả nhờ thân hình nóng bỏng, những pha hành động đánh đấm đẹp mắt, cũng như khả năng hóa thân thành bất kỳ ai.

Song, từ X-Men: First Class (2011), thân phận và quá khứ của Mystique dần dần được hé lộ. Dưới sự khắc họa của minh tinh Jennifer Lawrence, nhân vật được xây dựng tính cách và chiều sâu tâm lý dày dặn hơn, thậm chí còn trở thành trung tâm của tập Days of Future Past (2014). Ở X-Men: Apocalypse tới đây, Mystique tiếp tục là nhân vật then chốt, đứng về phe Giáo sư X để chống lại Apocalypse và nhóm Tứ Kỵ sĩ của hắn.

Halle Berry và Alexandra Shipp vai Storm: Từng đoạt giải Á hậu I trong cuộc thi Hoa hậu nước Mỹ năm 1986, Halle Berry là một trong những mỹ nhân hàng đầu của loạt X-Men. Nhân vật Storm của cô xuất hiện từ ngay tập phim đầu tiên và là học trò cưng của Giáo sư X.

Nhân vật mang khả năng điều khiển thời tiết và bay lượn. Ở tập X-Men: Days of Future Past, Storm bị các người máy Sentinel sát hại. Chỉ đến cuối phim, khi dòng thời gian thay đổi, cô cùng nhiều đồng đội khác mới được hồi sinh. Tuy nhiên, trong tập phim mới Apocalypse, khán giả sẽ được làm quen với Storm phiên bản trẻ tuổi, do nữ diễn viên mới Alexandra Shipp thể hiện.

Anna Paquin vai Rogue: Ngôi sao của loạt phim truyền hình nóng bỏng True Blood sắm vai Rogue từ tập phim ­X-Men đầu tiên. Sở hữu khả năng hấp thụ sức sống và năng lực của bất cứ ai mà mình chạm phải, cô là mục tiêu tranh giành giữa nhóm dị nhân của Giáo sư X và Magneto. Có một chút đáng tiếc khi Rogue bị cắt vai hoàn toàn ở X-Men: Days of Future Past. Song, các nhà làm phim hiện vẫn ấp ủ kế hoạch đưa Anna Paquin trở lại trong các tập phim tới đây.

Ellen Page vai Kitty Pryde: Dị nhân xinh đẹp có thể đi xuyên qua vật thể, thậm chí đưa người khác ngược dòng thời gian. Do đó, Kitty Pryde đóng vai trò khá quan trọng trong những diễn biến ở X-Men: Days of Future Past. Mỹ nhân đồng tính Ellen Page là người sắm vai nhân vật. Nhưng hiện chưa có thông tin nào về việc hãng Fox sẽ tiếp tục khai thác Kitty Pryde trong tương lai.

January Jones vai Emma Frost: Đây là phụ tá của ác nhân Sebastian Shaw trong tập X-Men: First Class và do người đẹp January Jones đảm nhận. Giống như Giáo sư X, ả sở hữu khả năng ngoại cảm rất mạnh; đồng thời có thể biến cơ thể mình thành kim cương bất hoại. Tuy sống sót sau những sự kiện tại Cuba, nhưng một chi tiết trong tập Days of Future Past tiết lộ nhân vật đã bị Bolivar Trask sát hại để phục vụ cho thí nghiệm phát triển dự án người máy Sentinel.

Zoe Kravitz vai Angel Salvadore: Nhân vật có mặt trong tập X-Men: First Class, được Giáo sư X và Magneto phát hiện ra khi đang làm vũ nữ tại một hộp đêm. Đúng như tên gọi, Angel Salvadore sở hữu đôi cánh chuồn chuồn ẩn giấu như hình xăm, đồng thời còn có thể phun ra acid khi chiến đấu. Song, ở cuối bộ phim, nhân vật của Zoe Kravitz chọn đi theo phe Magneto thay vì Giáo sư X, và sau này cũng bị Bolivar Trask sát hại.

Olivia Munn vai Psylocke: Đây là nhân vật mới toanh, chỉ xuất hiện từ tập phim mới X-Men: Apocalypse. Song, chỉ qua một số đoạn trailer, mỹ nhân Olivia Munn đã kịp thu hút một lượng fanboy khổng lồ trên các mạng xã hội bởi sự hình thể nóng bỏng của mình. Nhân vật Psylocke sở hữu khả năng tâm linh và lợi dụng nó để tạo ra nhiều loại vũ khí biến hóa khác nhau. Đây chính là một thành viên của nhóm Tứ Kỵ sĩ dưới trướng Apocalypse, và hứa hẹn gây ra nhiều khó khăn cho các X-Men của Giáo sư X.