Wśród kandydatów na miejsce Aronofsky’ego znaleźli się José Padilha, Doug Liman, Antoine Fuqua, Mark Romanek, Justin Lin, Gavin O’Connor, James Mangold i Gary Shore. W czerwcu 2011 roku studio poinformowało, że reżyserią zajmie się Mangold. We wrześniu Mark Bomback został zatrudniony do poprawienia scenariusza McQuarrie’a. W lutym 2012 roku studio wyznaczyło datę amerykańskiej premiery na 26 lipca 2013 roku.
Casting W maju 2009 roku został potwierdzony powrót Hugh Jackmana w roli Wolverine’a. W lipcu 2012 roku do obsady dołączyli Hiroyuki Sanada jako Shingen, Hal Yamanouchi jako Yashida, Tao Okamoto jako Mariko, Rila Fukushima jako Yukio, Will Yun Lee jako Harada i Brian Tee jako Noburo Mori. W tym samym miesiącu Swietłana Chodczenkowa rozpoczęła negocjacje dotyczące zagrania roli Viper. Wcześniej studio planowało obsadzić w tej roli Jessikę Biel.
W październiku pojawiły się doniesienia, że Famke Janssen powróci do roli Jean Grey z oryginalnej trylogii o X-Menach. W marcu 2013 roku informacja ta została potwierdzona.