История сосредоточена на Джин Грей, чья трансформация начинается в момент встречи с загадочной силой, которая меняет её судьбу навсегда. Во время рискованной спасательной миссии за пределами Земли Джин подвергается воздействию таинственной космической энергии, которая дарит ей колоссальную мощь и наделяет её необычными способностями. Но вместе с силой приходит тяжёлое испытание: Джин пытается усмирить растущую энергию и справиться со своим внутренним голосом, демонами прошлого и страхами, которые стремительно выходят наружу. По мере того как её контроль над силой исчезает, она постепенно отдаляется от окружающих, разрушая доверие в группе Людей Икс и ставя под угрозу весь мир. Раскол внутри команды усугубляется, а сама героиня всё чаще оказывается на грани превращения в мощь, которая может уничтожить всё живое. Близкие мутанты вынуждены выбрать между попыткой вернуть Джин к нормальности и принятием неизбежного пути, который может привести к катастрофическим последствиям для планеты.
При подготовке к роли Феникса, актриса Софи Тёрнер занималась изучением психических заболеваний.
После нескольких неудачных тест-показов продюсеры подумывали о том, чтобы отказаться от широкого проката в пользу премьеры на стрим-сервисе Hulu, принадлежащему The Walt Disney Company.
Фильм неоднократно подвергался пересъёмкам, из-за чего дата премьеры откладывалась несколько раз. Сначала «Темный Феникс» был назначен на апрель 2018-го, потом перенесен на ноябрь 2018-го, далее был перенос на 14 февраля 2019-го. Наконец, финальную дату релиза установили на 7 июня 2019-го.
Тай Шеридан, исполнивший роль Циклопа, не качался для фильма, а просто надевал специальный костюм.
Этим фильмом планировали начать новую серию картин о Людях Икс с молодыми героями (Джин Грей, Циклоп, Ночной Змей, Шторм, Мистик, Зверь, Ртуть, Джубили, Ослепительная), уже представленных публике в прежних фильмах, однако из-за неудовлетворительных результатов проката от этих планов пришлось отказаться.