O site Deadline divulgou que Jennifer Lawrence, Michael Fassbender e James McAvoy estarão em X-Men: Dark Phoenix, assim como outros nomes que já atuaram na franquia: Nicholas Hoult, Alexandra Shipp, Sophie Turner, Tye Sheridan e Kodi Smit-McPhee. Segundo comentário do site The Playlist, "pode parecer surpreendente, mas talvez tenha sido mais fácil atrair Lawrence e Fassbender de volta depois que seus esforços mais recentes, Passageiros e Assassin's Creed, respectivamente, fracassaram. Quanto a McAvoy, ele sempre pareceu ser o mais entusiasmado do trio para retornar". Jessica Chastain também vai integrar o elenco.

X-Men: Dark Phoenix marca a estréia como diretor de Simon Kinberg (escritor e produtor de séries X-Men) e está previsto para chegar aos cinemas brasileiros no dia 1º de novembro de 2018.