В основу нового фильма о Людях Икс положены комиксы 1981 года Uncanny X-Men, действие которых одновременно разворачивалось в двух временных пластах: в альтернативном будущем, в котором правят гигантские роботы, прозванные Стражами, и где выжившие мутанты либо заключены в лагеря для интернированных, либо находятся в розыске; а также в настоящем, где Люди Икс пытаются предотвратить одно ключевое событие, чтобы изменить будущее.

Это четвёртый фильм, основанный на комиксе Криса Клэрмонта из серии «Люди Икс»: 1. «Люди Икс 2» (2003) был снят по комиксу «Бог любит, человек убивает» (God Loves, Man Kills); 2. «Люди Икс: Последняя битва» (2006) был снят по комиксу «Сага Темного Феникса» (The Dark Phoenix Saga); 3. «Росомаха: Бессмертный» (2013) был снят по одноимённому комиксу.

Мэтью Вон («Звёздная пыль», «Пипец»), снявший предыдущую ленту этого киносериала «Люди Икс: Первый класс» (2011), уступил режиссёрское кресло Брайану Сингеру («Операция «Валькирия», «Возвращение Супермена»), поставившему первые две серии «Людей Икс».

Пожилых Магнето и Чарльза Хавьера вновь сыграли соответственно Иен Маккеллен и Патрик Стюарт, а образы этих героев в молодости вновь создали Майкл Фассбендер и Джеймс Макавой. Исполнителем роли Росомахи остался Хью Джекман («Живая сталь»). Любопытно, что в комиксе в прошлое отправлялась Призрачная кошка, а вот фильме это путешествие предпринимает Росомаха. По всей видимости, создатели фильма вполне логично рассудили, что для перемещений во времени лучше подходит бессмертный и нестареющий герой (значительная экономия на гриме).

По словам Брайана Сингера, у него была двухчасовая дискуссия с Джеймсом Кэмероном, поставившим два фильма о перемещениях во времени («Терминатор» и «Терминатор 2: Судный день»). Режиссёры обсуждали, какая концепция перемещений во времени наиболее правдоподобна и будет работать в рамках фильма.

Сингер отмечает: «Фильм о выборе, который нам приходилось делать, ошибках, которые мы совершали. О том, как наши действия в юности сказались на нашем будущем, и что, если бы мы могли вернуться в прошлое и всё исправить. «Дни минувшего будущего» станет дилогией, объединяющей приквел с оригинальной трилогией». Причем Брайан Сингер отмечает связь будущего фильма со всем циклом: «Тема с перемещениями во времени из сюжетной линии комикса «X-men: Days of Future Past» была выбрана за основу фильма, чтобы исправить сюжетные несостыковки между фильмом «Люди Икс: Первый класс» и трилогией «Люди Икс», — заявил режиссёр. «Я беру в счёт каждый фильм, а не только свои два и «Первый класс». Сюжет связан с каждым из них. Другие режиссёры местами пошли в разные стороны, поэтому есть небольшая уборка. Но по большому счёту я не игнорирую ни один фильм».

Съёмки фильма начались 15 апреля 2013 года в Монреале (Канада) и завершились 17 августа.

Специально для съёмок фильма была построена модель робота Сентинела в натуральную величину.

Во время исполнения роли Мистик в этом фильме Дженнифер Лоуренс носила специальный костюм. В фильме «Люди Икс: Первый класс» (2011) ей наносили грим на всё тело, но этот вариант был очень неудобным.

Чтобы показать стремительность Ртути, Брайан Сингер снимал сцены с мутантом в необычном формате — 3600 кадров в секунду. Это было сделано для того, чтобы продемонстрировать «скоростные» способности Ртути. Благодаря такой съёмке этот персонаж в фильме будет передвигаться в 150 раз быстрее обычных персонажей.

Из фильма были вырезаны все сцены с участием Халли Берри, кроме одной. Произошло это во многом из-за беременности актрисы, о которой она узнала уже после того, как начались съёмки. В результате её роль (она играет Ороро Монро по прозвищу Шторм) пришлось значительно сократить. Берри призналась, что её героине не придётся много драться и летать, но при этом она пообещала, что зрители узнают о Шторме нечто шокирующее. Режиссёр ленты Брайан Сингер пообещал, что большая часть вырезанного материала войдёт в DVD и Blu-ray версии картины.

По словам Хью Джекмана, в фильме появится каждый актёр, который когда-либо надевал костюм известного мутанта в данной франшизе. Кроме того, в стане мутантов зрители увидят и новые лица, актёров, известных по другим проектам.