Primeiramente, a cena pós-créditos do X-Men 3 sugere sua sobrevivência. Se por algum motivo você não conseguir ver o vídeo, isso é o que acontece ( no wiki ):
After the credits there is a scene at the hospital, where the comatose man from the video that Xavier showed his students is lying in a hospital bed. Dr. Moira MacTaggart enters the room to see the sleeping patient, only to be greeted by the Professor's voice coming from him. Dr. Moira looks towards her patient in disbelief and says "Charles?".
Em X-Men: Wolverine, a cena de pós-créditos mostra o retorno de Xavier, anos após sua suposta morte . Novamente, se o vídeo não for reproduzido, é isso que acontece ( em um wiki diferente ):
Xavier returns in his original visage and his wheelchair. Along with Magneto, he solicits Logan's help against dark forces seeking to destroy mutant-kind. When Logan questions Xavier about how he's returned, Xavier reminds him "you're not the only one with gifts."
Esta página explica bastante bem como isso é tudo possível. Infelizmente, o vídeo explicando que está em baixo, mas para tirar da sinopse:
...the Brain Dead Patient [from X-Men 3] is indeed P. Xavier, Charles Xavier's brain dead identical twin brother. When he was born his telepathy was so massive that he essentially stole his brothers brain waves. But when he was killed off by The Dark Phoenix he transferred the consciousness of his mind into his brain dead identical brother.
Então, ele basicamente assumiu o corpo de seu irmão convenientemente acessível e foi autorizado a continuar.