在“索科維亞戰役”兩年後,雷神索爾(克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 飾)識破了洛基(湯姆·希德勒斯頓 Tom Hiddleston 飾)的偽裝,輾轉找到了被放逐到地球的奧丁(安東尼·霍普金斯 Anthony Hopkins 飾)。然而垂死的奧丁卻告知兩個兒子,“諸神的黃昏”已經開始,曾遭到奧丁封禁的死亡女神海拉(凱特·布蘭切特 Cate Blanchett 飾)即將重返阿斯加德。與海拉的初次對決中,索爾失去了雷神之錘,他和洛基也被打落至混亂不堪的薩卡星。在薩卡的決鬥場上,索爾重逢失蹤許久的綠巨人,也見到了曾從海拉魔爪下逃得一生的女武神。 歷經千辛萬苦,索爾和戰友們重返陰雲密佈的阿斯加德,去正視這註定要到來的“諸神的黃昏”……
紐約大戰後,雷神索爾(克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 飾)將弟弟洛基(湯姆·希德勒斯頓 Tom Hiddleston 飾)帶回仙宮囚禁起來,此外幫助九大國度平定紛爭,威名扶搖直上。雖然父王奧丁(安東尼·霍普金斯 Anthony Hopkins 飾)勸其及早即位,但索爾念念不忘地球的美麗女孩簡·福斯特(娜塔麗·波特曼 Natalie Portman 飾)。與此同時,簡在和黛西及其助手伊安調查某個區域時意外被神秘物質入侵,卻也因此重逢索爾,並隨其返回仙宮。令人意想不到的是,藏在簡體內的物質來自遠古的黑暗精靈瑪勒基斯(克里斯托弗·埃克萊斯頓 Christopher Eccleston 飾)。在“天體匯聚”的時刻再次到來之際,瑪勒基斯企圖摧毀九大國度,締造一個全然黑暗的宇宙。 藏匿簡的仙宮受到重創,而索爾和洛基這對冤家兄弟也不得不聯手迎戰宿命的強敵……