Según la sinopsis oficial, la película encuentra a Thor (Chris Hemsworth) en un viaje diferente a todo lo que ha enfrentado: buscar la paz interior. El camino para llegar hasta ahí es relatado con una muy buena introducción de Korg (Taika Waititi) que sirve como resumen de todas las aventuras del protagonista hasta ahora y en forma de cuento de hadas a un grupo de niños (que marca el camino y el mensaje de la película). Pero el retiro es interrumpido por un asesino galáctico conocido como Gorr, el Carnicero de dioses (Christian Bale). Para combatir esta amenaza, Thor se aleja de los Guardianes de la galaxia, hasta ese momento su familia, para reencontrarse con la Reina de Asgard, Valkyrie (Tessa Thompson), y con una sorpresa: su exnovia Jane Foster (Natalie Portman), ahora es Mighty Thor. Juntos buscarán encargarse del villano de turno.