Wade Wilson is een jonge huurmoordenaar met een gouden hart die graag lol maakt. Wanneer hij Vanessa ontmoet, krijgen de twee een vaste relatie. Wade is gelukkig, totdat hij van een arts te horen krijgt dat hij kanker heeft in een terminale fase.

Als een recruiter van een geheimzinnige organisatie Wade benadert om van hem een superheld te maken, gaat hij akkoord om zo te kunnen genezen.

Tijdens dit experiment is hij in handen van Ajax en Angel Dust (later komt Wade erachter dat Ajax eigenlijk Francis heet). Na weken zonder resultaat wordt Wade door Francis in een luchtdichte buis gestopt als Wade een grapje maakt over de naam Francis. Deze agressieve behandeling slaat wel aan en hij wordt Immuun tegen alles. Wade is onsterfelijk maar zijn huid is ondertussen ook zwaar verminkt. Als hij kan ontsnappen uit de buis ontstaat er een gevecht tussen Francis en Wade. Francis denkt dat hij Wade heeft verslagen, en laat hem voor dood achter, maar als iedereen weg is komt Wade weer tot leven.

In zijn nieuwe, zwaar verminkte, vorm kan hij Vanessa niet meer onder ogen zien. Hij trekt zich terug voor Vanessa en de enigen die van Wades bestaan afweten zijn zijn beste vriend Weasel en een blinde vrouw, Al, met wie hij samenwoont.

Wade laat het hierbij niet zitten en gaat in een rode outfit met masker onder de naam Deadpool achter de organisatie aan om Francis te zoeken (hij is de enige die Wade's verminkingen kan genezen) en zo wraak te nemen voor wat ze hem hebben aangedaan. Eén voor één schakelt hij iedereen uit totdat hij Francis heeft gevonden.

Francis kan ontsnappen omdat X-Men Colossus en Negasonic Teenage Warhead zich met de strijd bemoeien. Eigenlijk willen de twee Deadpool bij hun team vragen. Wade weigert, hierop neemt Collossus Wade gevangen omdat hij het onverantwoord vindt hoe Wade alle 'slechterikken' genadeloos vermoordt. Wade ontsnapt en keert huiswaarts.

Nu zijn enige kans om Francis terug te vinden verloren is gegaan gaat Wade op aanraden van zijn vrienden Vanessa terug opzoeken. Hij twijfelt, maar dan komt hij te weten dat Francis Vanessa ontvoerd heeft. Wade vraagt hulp aan Collossus en Negasonic Teenage Warhead, die hem wel willen helpen als hij nog eens nadenkt over zijn beslissing. Ze gaan met zijn drieën naar Francis en Angel Dust om Vanessa te bevrijden. Bij dit gevecht ontdekt ook de vastgebonden Vanessa dat Wade nog leeft. Uiteindelijk verslaan ze Francis en Angel Dust en Vanessa wordt bevrijd. Francis verklaart dat Wade's verminkingen onherroepelijk zijn. Hierop schiet Wade hem door het hoofd, ondanks Collossus' aandringen om hem te sparen.

Vanessa is wel boos op Wade omdat ze dacht dat hij niet meer in leven was. Wade vertelt alles wat hij heeft meegemaakt en dat hij niet meer is wie hij was. Toch wil Vanessa de Wade achter het Masker zien. Als Wade zijn nieuwe, lelijke gezicht laat zien kan Vanessa daar wel mee leven.

Na de aftiteling van de film is in een kort filmpje te zien dat Wade in de outfit van Deadpool verbaasd is dat er nog mensen in de bioscoopzaal zitten. Hij zegt dat iedereen gerust naar huis mag gaan, maar dan verklapt hij toch nog iets over een vervolgfilm.