《X戰警黑鳳凰》主要講述了鳳凰女琴葛蕾無法控制體內蘊藏的強大力量，從而犯下大錯，最終在一眾同伴的幫助下，喚醒了內心善良的一面，掌控了身體中的力量，並戰勝了入侵的德巴利人的故事。

故事的一開始發生在1973年，年幼的琴葛蕾覺醒了自己的超能力，成為了一名變種人。在一次外出中，由於琴的特殊能力，導致汽車失控，開車的母親當場身亡。父親無法接受琴這樣的怪物成為自己的女兒，於是將琴寄養在了查爾斯教授的變種人學校中。

教授向琴隱瞞了父親仍然存活的訊息，並在琴的記憶深處構造了一堵牆，讓琴逐漸淡忘幼年的記憶。琴在溫馨的變種人學校學習生活，並和鐳射眼相愛。

時間到了1992年，在查爾斯教授的努力下，變種人逐漸被普通人接受，併成為一些人心中的超級英雄。在一次太空梭失事事件中，X戰警被下達了太空營救任務。琴在這次任務中受到太陽耀斑的照射。一股神秘而強大的力量湧入琴的身體。

回到學校後的琴逐漸發現體內的能量失去控制，教授在琴記憶中構造的牆也被這股力量衝破。琴也發現了父親當年遺棄自己的真相。琴在狂躁中失手殺死了魔形女，又打傷了前來拘捕他的警察。人類和變種人的和諧也因此被打破。

此時的萬磁王得知了琴殺死了魔形女，於是帶領自己的手下四處尋找琴的下落，想為魔形女報仇。

各方勢力在紐約的一家旅館相遇，萬磁王的手下攔住X戰警。萬磁王單挑琴，不料被單方面碾壓。關鍵時刻，X博士讓琴看到了自己的記憶，讓琴明白希望永遠都能存在。琴開始逐漸控制住自己身體裡的力量。此時，警方出現抓捕了現場的所有變種人。

徳巴利人為了獲得琴體內的強大力量，聚集人馬進攻羈押變種人的火車，並在這裡同變種人展開激戰。關鍵時刻，琴覺醒了自己的能力，戰勝了德巴利人，自身也化為鳳凰，守護在地球上空。

作為X戰警新系列的完結之作，這部電影在劇情上的確存在許多槽點，比如魔形女對X教授莫名其妙的反感，以及漢克和萬磁王對魔形女突如其來的感情。但是總的來說，演員們高超的演技和精彩的打鬥環節彌補了劇情上的許多漏洞，這部電影仍然值得一看。