Tras la desaparición repentina de que la esposa de Will Spann en una gasolinera, su búsqueda desesperada por encontrarla lo lleva por un camino oscuro que lo obliga a huir de las autoridades y tomar la ley en sus propias manos.

El Dios del Trueno emprende un viaje que no se parece en nada a lo que se ha enfrentado hasta ahora: una búsqueda de la paz interior. Pero el retiro de Thor se ve interrumpido por un asesino galáctico conocido como Gorr el Carnicero de Dioses. Para hacer frente a la amenaza, Thor solicita la ayuda de Valkiria, de Korg y de su ex novia Jane Foster que, para sorpresa de Thor, empuña su martillo mágico, Mjolnir, como la Poderosa Thor. Juntos, se embarcan en una aventura cósmica en la que tendrán que descubrir el misterio de la venganza del Carnicero de Dioses y detenerlo antes de que sea demasiado tarde.

Thor lucha por restablecer el orden en el cosmos, pero una antigua raza liderada por el vengativo Malekith regresa con el propósito de volver a sumir el universo en la oscuridad. Se trata de un villano con el que ni siquiera Odín y Asgard se atreven a enfrentarse; por esa razón, Thor tendrá que emprender un viaje muy peligroso, durante el cual se reunirá con Jane Foster y la obligará a sacrificarlo todo para salvar el mundo.