Con Loki (Tom Hiddleston) imprigionato per crimini commessi in Midgard e la pace e l’ordine ristabiliti nei Nove Reami, Thor (Chris Hemsworth) torna ad Asgard trionfante. Suo padre, Odin (Anthony Hopkins), vede in suo figlio un degno successore; sua madre, Frigga (Rene Russo), un ragazzo che finalmente è diventato un uomo; e i suoi compagni -- Lady Sif (Jamie Alexander), Volstagg (Ray Stevenson), Fandral (Zachary Levi) e Hogun (Tadanobu Asano) -- un nobile guerriero, amico instancabile e principe onorabile. Ma la pace è di nuovo minacciata quando la dott.ssa Jane Foster (Natalie Portman) è posseduta da una sinistra arma energetica chiamata l’Aether, un elf Dark malvagio di nome Malekith (Christopher Eccleston) viene risvegliato dal sonno nello spazio profondo, attacca la capitale asgardiana e lascia dietro di sé solo morte e dolore. Determinato a salvare Jane dall’Aether e a fermare Malekith a qualsiasi costo, Thor ottiene l’aiuto di Sif, dei Warriors Three e del guardiano del Bifrost Heimdall (Idris Elba), recluta e libera il fratello disonorato Loki, e dà la caccia. Da qualche altra parte, sulla Terra, il dott. Erik Selvig (Stellan Skarsgård) e l’irriverente stagista Darcy (Kat Dennings) iniziano a notare un allarmante aumento di strani fenomeni man mano che si avvicinano a un evento chiamato Convergenza; un allineamento quasi millenario dei Nove Reami che Malekith intende sfruttare per annientare tutto ciò che esiste.