Thor (Chris Hemsworth) estava prestes a receber o comando de Asgard das mãos de seu pai Odin (Anthony Hopkins) quando forças inimigas quebraram um acordo de paz. Disposto a se vingar do ocorrido, o jovem guerreiro desobedece as ordens do rei e quase dá início a uma nova guerra entre os reinos. Enfurecido com a atitude do filho e herdeiro, Odin retira seus poderes e o expulsa para a Terra. Lá, Thor acaba conhecendo a cientista Jane Foster (Natalie Portman) e precisa recuperar seu martelo, enquanto seu irmão Loki (Tom Hiddleston) elabora um plano para assumir o poder. Mas os guerreiros do Deus do Trovão fazem a mesma viagem para buscar o amigo e impedir que isso aconteça. Só que eles não vieram sozinhos e o inimigo está presente para uma batalha que está apenas começando.