เรื่องราวในภาพยนตร์จับเอาตอนที่ธอร์ (คริส เฮมส์เวิร์ธ) อยู่บนเส้นทางชีวิตที่ไม่เหมือนครั้งไหนที่เขาเคยเผชิญ นั่นก็คือการเสาะหาความสงบสุขภาพใน แต่ชีวิตเกษียณของเขาต้องถูกขัดจังหวะเพราะนักฆ่าแห่งกาแลคซีที่รู้จักในชื่อของกอร์ นักเชือดเทพเจ้า (คริสเตียน เบล) ที่ต้องการกำจัดทวยเทพให้สูญพันธุ์ เพื่อที่จะรบกับภัยคุกคามใหม่นี้ ธอร์ต้องขอความช่วยเหลือจากราชาวัลคิรี (เทสซา ธอมป์สัน), คอร์ก (ไทกา ไวทีที) และแฟนเก่า เจน ฟอสเตอร์ (นาตาลี พอร์ตแมน) ผู้ซึ่งทำให้ธอร์แปลกใจ เพราะไม่รู้ว่าด้วยเหตุผลกลใดถึงสามารถถือค้อนวิเศษ มโยลเนียร์ และกลายเป็นธอร์ผู้ทรงพลังได้ ทั้งหมดร่วมมือกันออกเดินทางข้ามจักรวาลอันปั่นป่วนเพื่อไขปริศนาการล้างแค้นของนักเชือดเทพเจ้า และยับยั้งเขาก่อนที่จะสายเกินไป