天上云层突然汇集一起，云里有一股神秘力量降落在地上，向前查看才发现这是一个钢铁巨人，此时神盾局还以为这是托尼的新型战甲。科尔森拿着小喇叭就走向前打个招呼，可话还没说完就遭到攻击，他就是来自阿斯加德的毁灭者，是奥丁负责看守宝库的门神洛基登上了王位之后，下令让他消灭索尔，另一边众神也顺利到达地球，他们身穿奇装异服走在大街上，遭到不少群众的围观，经过一番寻找后，他们终于和索尔会合，这时索尔才得知是洛基欺骗了他父亲，奥丁根本没有去世，期间洛基还趁机篡夺了王位，可索尔来不及多想，此时毁灭者已经来到了小镇，毁灭者在小镇里大肆破坏寻找索尔，可索尔现在已是凡人躯体，根本无法直面毁灭者，他只有疏散身边的人群。

为了及时阻止毁灭者的脚步，众神决定一起向前对付毁灭者，其中一人上前分散注意力，却被一掌拍倒，眼看就要领盒饭，西服从空中跳下一发长矛，从背后刺穿，本以为事情就这样结束，可毁灭者突然苏醒过来，全身开始指向背后扭曲，能被奥丁派遣守卫保护，实力自然不简单，众神眼看打不过，可还没来得及逃跑就被毁灭者给发射火炮炸毁。此时索尔为了朋友决定凡人的躯体去对抗毁灭者，他缓缓走向前，在来到地球这段期间，他明白了生命的真谛，也学会了保护身边的人，如果能用自己的生命换取别人安全的话，现在就开始动手了。索尔的这一番话也打动了洛基，他决定放过众人，可下一秒就索尔被毁灭者一拳打飞，重伤倒地，凡人之体的索尔哪受得了这一拳，受了重伤的他随即领了盒饭，毁灭者也顺利完成任务准备返回，众人还无法接受索尔的历史，而就在这时，远在阿斯加德的奥丁流下了泪水，此时锤子也开始有了反应，似乎听到了主人的召唤，雷神索尔又狠他甩出锤子打倒毁灭者随后直飞空中挥着大锤甩出致命大招，核酸检测，同时毁灭者也发出火炮迎接，最后毁灭者被雷神轻松消灭，雷神帅气走向众人，和简作出告别之后与众神一同回到阿斯加德。

而这时巨人国王王妃在洛基的带领下进入了奥丁修养的神殿，为了报仇，劳飞等待这个机会多年，他伸手划出兵刃准备解决奥丁突然被身后的洛基一炮打飞，原来这才是洛基的真正婴儿。为了取得奥丁的幸运，洛基不惜干掉了自己的亲生父亲，这时索尔及时赶了过来，当着母亲的面戳穿了洛基的阴谋，愤怒的洛基直接施法将索尔打飞出去。为了掩饰自己的阴谋，洛基来到彩虹桥，利用桥的力量向巨人国发射致命一击，试图摧毁整个巨人。从地球回来后的索尔认为每一个生命都是无价的，可洛基为了自己的私欲，不顾索尔的劝阻，随后两人在彩虹桥展开了一场兄弟两个对决。虽然洛基手持法术之矛，但对比拥有雷神之锤的所实力还是存在差距。

在打斗过程中，洛基被索尔冲到彩虹桥边缘，眼看就要掉下去，索尔伸手相救，不料中了洛基的分身术，眼前出现无数个洛基。接着索尔一锤打出洛基的真身，随后将锤子压在了洛基身上。虽然洛基被制服，可受损的彩虹桥已经无法关闭，毫无办法的索尔只好拿起锤子砸向了彩虹桥。彩虹桥的毁灭意味着索尔无法再前往地球，再也不能和简见面。彩虹桥将两人炸飞，眼看就要坠入桥下，奥丁及时出现，拉住了两人，可洛基始终得不到奥丁的认可，这是他主松开了手，坠入宇宙的万丈深渊。在地球上的姐没有放弃对索尔的思念，期间他不断研究能见到索尔的各种方法。电影的最后，神盾局长邀请了艾瑞克博士一同参与研究宇宙魔方的项目，而此时坠入深渊的洛基出现在了镜子。