首集杀青后不久即开始第二集的制作，大卫·海特和塞克·潘分头拟稿，再结合彼此认为最好的要素加进电影剧本里。迈克尔·道格堤和丹·哈利斯作最终剧本修改定案，增减角色包括野兽、天使和死亡女，顾虑到预算问题也删除了哨兵机器人，开头的训练室模拟实战场景亦大幅缩剪。

2002年6月开拍至11月，大部分拍摄场景在温哥华电影片场，位于美国洛杉矶的大型摄影棚，制作设计尽可能的维持前作的基调。《X战警2》于2003年5月2日发行，且收获了影评人的积极评价，大多赞誉本片的故事情节及动作序列。且被认为是有史以来最好的漫威改编电影。票房总计约4.07亿美元，成为一个关键的成功。且电影还获得了8项土星奖的提名。