ความสงบสุขในชีวิตของนายอำเภอประจำเมืองชายแดนอันเงียบเชียบถูกก่อกวน เมื่อหัวหน้าแก๊งค้ายาหนีการจับกุมของเอฟบีไอมาหลบในเมืองของเขา

ธอร์.(คริส เฮมส์เวิร์ธ).ทายาทเทพเจ้าซึ่งเป็นนักรบผู้แกร่งกล้าแต่หยิ่งทะนง ผู้ซึ่งการกระทำไร้การยั้งคิดของเขาได้จุดเพลิงสงครามโบราณให้ลุกโชนขึ้นมาอีกครั้ง ธอร์ ถูก โอดิน.(แอนโธนี ฮ็อปกินส์).เทพบิดาของเขาขับไล่ลงมาสู่โลกมนุษย์ และ.จำต้องใช้ชีวิตอยู่ท่ามกลางมวลมนุษย์ เจน ฟอสเตอร์.(นาตาลี พอร์ตแมน).นักวิทยาศาสตร์สาวสวย ได้กลายเป็นรักแรกของเขา ระหว่างที่อยู่บนโลกมนุษย์นี้เองที่ธอร์ได้เรียนรู้ว่า การเป็นวีรบุรุษที่แท้จริงนั้นเป็นเช่นไรเมื่อวายร้ายที่อันตรายที่สุดจากโลกของเขาได้ส่งกองกำลังที่เก่งกล้าสามารถที่สุดของแอสการ์ดมาจู่โจมโลกมนุษย์

ธอร์ โลกาทมิฬ สานต่อเรื่องราวการผจญภัยบนจอใหญ่ของธอร์ อเวนเจอร์ผู้ยิ่งใหญ่ ผู้ที่ต่อสู้เพื่อปกป้องโลกและดินแดนทั้ง 9 จากศัตรูลึกลับที่หมายจะครอบครองจักรวาล ในการต่อสู้จาก ธอร์ ภาค 1 และ มาร์เวลส์ ดิ อเวนเจอร์ส ธอร์ ต่อสู้เพื่อนำความสงบ กลับมาสู่จักรวาล แต่ชนเผ่าโบราณที่นำโดย มาเลคิธ ผู้เคียดแค้น ได้กลับมา เพื่อทำให้จักรวาลกลับเข้าสู่ความมืดมิดอีกครั้ง การเผชิญหน้ากับศัตรูที่แม้แต่ โอดิน และ แอสการ์ด ไม่สามารถรับมือได้ ธอร์ต้องมุ่งหน้าสู่การเดินทางที่เต็มไปด้วยอันตรายและเป็นส่วนตัว เมื่อการเดินทางครั้งนี้ได้นำเขากลับมาพบกับเจน ฟอสเตอร์ และบังคับให้เขาต้องเสียสละทุกสิ่งอย่างเพื่อปกป้องพวกเราทั้งหมด

แอนน์ สดใสเปล่งประกายเต็มที่ในบท แม็กกี้ สาวนักรักผู้ไม่เคยติดยึดกับใครจนได้มาพบกับคู่ต่อกรที่สมน้ำสมเนื้ออย่าง เจมี่ (เจค) เซลแมนขายไวอากร้า ทั้งคู่กระโดดขึ้นเตียงอย่างไร้ข้อผูกมัดใดๆ และพบว่าเคมีในเรื่องเซ็กซ์ของพวกเขานั้นลงตัวกันเป๊ะ แต่ไม่ว่าทั้งสองจะพยายามกั๊กความสัมพันธ์ให้หยุดอยู่แค่ "คู่นอน" เท่าใด แต่ถึงที่สุดแล้ว แม็กกี้ กับ เจมี่ ก็ไม่อาจต้านทานฤทธิ์ยาวิเศษที่เรียกว่า "ความรัก" ไปได้

เมื่อจู่ๆ ภรรยาเกิดหายตัวไปตอนที่ทั้งคู่จอดรถเติมน้ำมัน ชายธรรมดาๆ คนหนึ่งจึงต้องใช้วิธีการสุดโต่งเกินตัวเพื่อตามหาเธอ ขณะที่ตัวเองตกเป็นผู้ต้องสงสัย

ธอร์ (คริส เฮมส์เวิร์ธ) จะได้ไปผจญภัยในแบบที่ไม่เหมือนครั้งไหนที่เขาเคยเจอมาก่อน ภารกิจในการค้นหาความสงบสุขภายใน แต่การเกษียณของเขาถูกรบกวนโดยนักฆ่าข้ามจักรวาลนามว่า กอร์ นักเชือดเทพเจ้า (คริสเตียน เบล) ผู้แสวงหาการสูญพันธ์ของเทพเจ้าทั้งมวล เพื่อต่อสู้กับภัยคุกคามนี้ ธอร์ควานหาความช่วยเหลือจาก ราชาวัลคีรี่ (เทซซ่า ทอมป์สัน), คอร์ก (ไทก้า ไวตีติ) และแฟนเก่าของเขา เจน ฟอสเตอร์ (นาตาลี พอร์ตแมน) ผู้ที่ทำให้ธอร์ตกใจจนตาค้าง เมื่อเธอกำลังถือครองค้อนโยเนียร์ของเขา ในฐานะของ The Mighty Thor พวกเขาต้องร่วมมือกันผจญภัยข้ามจักรวาลไปเพื่อค้นหาความลับเบื้องหลังความแค้นของนักเชือดเทพเจ้าคนนี้ เพื่อหยุดยั้งเขาเอาไว้ก่อนที่มันจะสายจนเกินไป