《X戰警:未來昔日》的主要攝影於2013年4月15日,開始於加拿大魁北克的蒙特婁。現場設在梅爾電影城(Mel’s Cité du Cinema,通常簡稱為梅爾),占地27英畝的片場位於蒙特婁島,俯瞰聖勞倫斯河。由七個攝影棚,總共116500平方呎的空間,還有143000平方呎的辦公空間,《X戰警:未來昔日》將每一呎的空間隨意異變,好滿足巨量的拍攝需求。
兩度獲得奧斯卡最佳美術設計的約翰邁爾(《藝妓回憶錄》(Memoirs of A Geisha)、《芝加哥》(Chicago)),以及他天才的美術部門,由監督藝術總監蜜雪兒‧拉利伯特(Michele Laliberte,《班傑明的奇幻旅程》(The Curious Case of Benjamin Button)、《明天過後》(The Day After Tomorrow))與奧斯卡得主布景師高登席姆(Gordon Sim,《芝加哥》)率領,監督這部電影四十個布景的設計、創造與建構,同時包括美術設計,以及電影三十六處位於大蒙特婁地區外景的藝術指導。