Comme son titre l'indique, X-Men : Dark Phoenix se consacrera à la mutante Jean Grey, dotée de pouvoirs télépathiques et télékinésiques. A l'instar de L'Affrontement Final, le long-métrage reviendra sur la naissance de Dark Phoenix, résultant de l'emprise d'une entité cosmique sur Jean Grey et transformant cette dernière en être maléfique et destructeur. 

Si dans X-Men: Apocalypse, Sophie Turner succédait à Famke Janssen pour incarner une Jean Grey encore étudiante à l'école pour jeunes surdoués du Professeur X, X-Men: Dark Phoenix sera l'occasion de remonter plus loin dans le temps en présentant une Jean Grey enfant. En effet, Summer Fontana, interprète de Hope Mikaelson dans la série The Originals, a été choisie pour rejoindre le casting composé de Sophie Turner, Michael Fassbender, Jennifer Lawrence ou encore James McAvoy. 

On avait déjà pu voir Jean Grey enfant dans le film de Brett Ratner sorti en 2008. Haley Ramm, qui prêtait alors ses traits à la super-héroïne rousse, donnait la réplique à Patrick Stewart et Ian McKellen dans une scène où les deux hommes rencontraient pour la première fois Jean Grey et découvraient l'étendue de ses pouvoirs.