Åskguden (Chris Hemsworth) ger sig ut på en resa olik allt han någonsin mött tidigare: en strävan efter inre frid.Men Thors pension avbryts av en galaktisk mördare känd som Gorr Gudslaktaren (Christian Bale), som vill utrota alla gudar.För att bekämpa hotet tar Thor hjälp av Kung Valyria (Tessa Thompson), Korg (Taika Waititi) och hans ex-flickvän Jane Foster (Natalie Portman) som, till Thors förvåning, oförklarligt nog bär hans magiska hammare, Mjolnir, som den Mäktiga Thor.Tillsammans ger de sig ut på ett kosmiskt äventyr för att avslöja mysteriet bakom Gudslaktarens hämnd och stoppa honom innan det är för sent.