Logan/Wolverine (Hugh Jackman) dopo i fatti che hanno portato alla morte dell'amata Jean (Famke Janssen) vive una vita da eremita in mezzo ai boschi. Una ragazza misteriosa, Yukio (Rila Fukushima), lo convince ad andare con lei in Giappone per incontrare un vecchio amico morente, Yashida (Harohuika Yamanouchi). Giunto a Tokyo Logan scoprirà che Yashida ha una sorpresa per lui, e che attorno all'impero costruito da qust'ultimo nel corso degli anni, ruotano una serie di interessi che porteranno al precipitare degli eventi. Yashida vuole per se il potere di guarigione di Wolverine, e per ottenerlo si è affidato alla dottoressa Green/Viper (Sveltlana Kohdchenkova), inscenando la sua morte per attirare Wolverine. Suo malgrado coinvolta nella spirale di eventi è la nipote di Yashida, Mariko (Tao Okamoto), destinata ad ereditare la compagnia e le fortune ad essa connesse. Sullo sfondo ci sono invece i piani di Shingen (Hiroiuky Sanada), figlio di Yashida e vice presidente della corporation, e Noburo (Brian Tee), ministro della giustizia, astro nascente della politica giapponese e alleato di Yakuza. Fuori dal suo ambiente, in un mondo a lui ormai sconosciuto, per evitare che venga fatto del male alle persone che ama, Logan/Wolverine si trova costretto a dar fondo alle proprie riserve fisiche e mentali, in una battaglia all'ultimo sangue, che lo cambierà per sempre. Per la prima volta vulnerabile, spinto oltre i suopi limiti, Wolverine si confronterà non solo contro il freddo metallo delle spade dei samurai, ma anche con una lotta interiore contro l'immortalità stessa, diventando più forte che mai.