Thorovu otci, vládci bohů Odinovi, trvalo spoustu let, než ve své říši nastolil křehký mír. Jeho arogantní a domýšlivý syn ale dělá všechno proto, aby tuhle rovnováhu narušil. Když pohár trpělivosti jeho otce přeteče, Odin Thora exemplárně potrestá. Odebere mu jeho božské schopnosti a svrhne ho mezi obyčejné smrtelníky na planetu Zemi. Svržený a zavržený Thor lidmi zpočátku opovrhuje, postupně se mu ale začnou dostávat pod kůži, zejména sličná vědkyně Jane Foster. Thorovi ale není dopřáno užívat si pozemského klidu. Jeho bratr Loki chce využít Thorova aktuálního oslabení a pošle na něj armádu všehoschopných pochopů, která v duchu přísloví „Když se kácí les, létají třísky“, rozpoutá peklo na Zemi. Boží synek se bude muset rychle rozhodnout, jestli nechá lidi za sebe krvácet, nebo se vzchopí, zvedne kladivo a vyrazí na zteč.

Děj filmu se odehrává rok po událostech v New Yorku (Avengers), kdy hlavní hrdina Thor zavádí pořádek ve vesmíru mezi, světy. Avšak vrací se i starobylá rasa v čele s vůdcem Malekithem, aby uvrhla vesmír opět do temnoty. Thor se proto vydává na riskantní cestu, na jejímž konci se má setkat tváří v tvář s nepřítelem, jemuž nemůže vzdorovat Odin ani celý Asgard dohromady.

Thor je uvězněn na druhé straně vesmíru bez svého mocného kladiva a ocitá se v závodu proti času, aby se vrátil zpět na Asgard a zastavil Ragnarok – destrukci své domoviny a všech Asgarďanů – který je v rukou nové mocné hrozby, nelítostné Hely. Nejprve však musí přežít smrtící gladiátorský souboj, ve kterém bude bojovat proti svému bývalému spojenci a Avengerovi – Neuvěřitelnému Hulkovi.

Thor se nachází na své nejtěžší životní cestě – k nalezení vnitřního míru. Jeho cestu za odpočinkem však přeruší galaktický zabiják Gorr the God Butcher, který usliuje o zánik bohů. Thor požádá Valkýru, Korga a svou ex-přítelkyni Jane Foster, která – k Thorovu překvapení – ovládá mocné kladivo Mjolnir stejně jako mocný Thor. Společně se vydávají na vesmírné dobrodružství, aby odhalili tajemství Gorra a zastavili ho dříve než bude pozdě.