故事發生在公元前九百六十五年，雪國人襲擊了人類，想把地球重新變成冰河世界。就在這危機時刻，眾神之父奧丁帶著軍隊阻擊了他們。正義和邪惡之戰拉開了帷幕。激烈的戰鬥過後雙方都損失慘重。正義一方取得了最後的勝利 。取走了他們的能量之源。也因此奧丁失去了一隻眼睛。而從小聽著父親英雄事蹟，長大的兩個小男孩，長大後性格卻截然不同。哥哥索爾性格張揚脾氣暴躁，弟弟洛基卻富有心機詭異莫測。這一天是索爾將繼承大同成為下一任國王的好日子，就在奧丁宣佈他成為國王時，武器庫受到了偷襲。

雪國人想乘機取回他們的能量之源。卻被毀滅者毫不留情地消滅掉。這時父子三人來到武器庫，索爾和父親因為意見不和爭吵了起來。回去後暴躁地他掀翻了桌子。這時洛基來到索爾面前，慫恿他前去越盾巨人鄉，消滅那裡的巨人。正在火氣上的他，帶著手下就出發了。他們來到彩虹橋，在沒有國王同意的情況下傳送到了越盾巨人鄉。可剛到的他們就被雪國人包圍，可這怎麼能嚇得住雷神索爾。他揮舞著80一錘的鐵傢伙將對手擊飛。不得不說玩得真叫一個溜。難道他之前就是建築隊玩大錘出身的麼。這一錘一錘得賺多少錢。這時雪國人放出了巨型怪獸，眾人見狀只有先選擇撤離。索爾利用閃電將周圍的事物摧毀。

搖起雷神之錘飛到了空中，將攔路的怪獸輕易消滅。還不等他高興，此時雪國人已經包圍了無路可逃的他們。就在這關鍵時刻天降鴻瑞，索爾的父親來到了這裡，手持長槍，身騎赤兔馬。哇這不是呂布嘛。哦跑題了，奧丁留下霸氣的迴應，要戰便戰帶走了他們。可回去後的奧丁很是生氣，取回了索爾的神力將他打入凡間。就是所謂的地球。隨後將雷神之錘封印，誰能舉得起它就能得到雷神之力。跟著索爾一起來到了地球。

這個男人走進寵物店張口就說，給我來匹戰馬。給店員弄得是一臉懵逼。他還說自己是偉大的眾神之父奧丁之子，擁有風暴和雷電的力量。結果被一個柔弱的女人輕易電倒。在醫院裡被一群人按在門上。這丟臉的一面，別告訴別人你是我朋友雷神索爾。因為自己的魯莽給阿薩之城帶來了戰爭。父親一氣之下把他貶下凡間，卻撞到了珍三人的車上，你說巧不巧第二天又叫珍給撞倒。他們只好把索爾帶回了家。而醒過來的他卻胃口大好，還霸氣地甩掉杯子再來一杯。這時他聽到周圍的人在說隕石墜落，無人能將其舉起。聽到這他就知道那是雷神之錘。起身就要去尋找。原來雷神之錘隨著索爾一起落在了地球，將地面砸成了一個隕石坑。被一個老頭髮現他嘗試舉起錘子卻沒有辦到，隨後很多人趕來嘗試各種方法雷神之錘也分毫未動。用汽車拽都無濟於事。這老頭的好奇心還挺高。這也吸引了地球聯盟神盾局的關注。可身在神域的洛基卻知道了自己的身世，他其實就是雪國人。

是當年奧丁在越盾巨人鄉撿回來的嬰兒。得知這一切的洛基開始發飆，國王看到這一切心力交瘁倒了下去。而洛基趁機奪取了皇位，當索爾和珍來到雷神之錘墜落之地時，這裡已經被軍隊接管。索爾橫衝直撞進入基地，攔路計程車兵被他一一打翻在地。終於來到雷神之錘面前，看著和自己伴隨長大的夥伴。伸出手去拿它時。卻發現自己已經拿不起來了。使盡全身力氣也無濟於事。看著天空發出了無力的怒吼。以前的張揚傲慢已經不復存在。士兵輕易地把他帶走。被關押的索爾卻見到了弟弟。洛基告訴索爾父親已經死了，並且母親也不希望他回去。洛基臨走還想帶走雷神之錘，很顯然內心險惡的他也不能得到雷神之錘的認可。回到神域的洛基卻來到了雪人國，並和他們密謀了一個驚天的大陰謀。這時博士來到這裡，將索爾帶了出來。從此索爾就安心地和這3位凡人過起了小日子。這一天索爾的四個手下找到了索爾，讓他知道了洛基的陰謀。

天空刮起來了龍捲風，從風暴中出現一個鐵甲機器人，人類還以為是鋼鐵俠的新式武器，卻沒想到二話不說就發起了攻擊。這就是神域的毀滅者，是洛基派來殺索爾的。它不愧名為毀滅者，一上來就大肆破壞。索爾的四個手下上前阻攔被它一拳打飛。就在它採取攻擊時，被女武神一矛穿喉。你要以為這樣就能解決戰鬥，那你就錯了。只見他身體旋轉發射攻擊。它的攻擊力太強了，4人根本不是對手。索爾勸眾人離開這裡。自己卻走向了毀滅者。想用自己的犧牲挽救這裡的人類。可沒想到洛基還是沒有放過他。珍看著心儀之人就這樣死去非常傷心。可就在這時雷神之錘有了反應，也許是索爾的改變得到了認可。當他捂住雷神之錘的那一刻，索爾滿血復活了。身上的神力也全部迴歸。看得小女友是一臉懵。毀滅者在恢復神力的索爾面前不再無敵，頂著毀滅者的攻擊將它摧毀。

走出煙霧的他，帶著珍飛走了。另一邊洛基將雪國人放入了阿薩城，原來是叫雪國人去殺自己的父親。幫他順利站穩國王的位置。而守門人也被他凍成了冰棒。這時他聽到了索爾的呼喚。努力將冰層震開，解決掉身旁的雪國人。成功地啟動了傳送門。索爾看著珍說一定會回來找她。和眾人離開了地球。可這時的皇宮內雪國人正準備殺掉奧丁，可卻受到了洛基的攻擊。原來這才是他的真正計劃。他想用彩虹橋摧毀雪人國。索爾卻要阻止他。這一趟地球的經歷讓他明白了很多道理，更加理解父親的做法。兩兄弟就這樣戰在了一起。可洛基怎麼會是雷神的對手，這時他又玩起了詭計。可是在絕對的力量面前這一切都是徒勞。當索爾想停止彩虹橋時卻發現自己已經無法靠近了。於是他只能選擇毀掉彩虹橋。這一錘一錘地卻沒想到把父親震醒了。就在二人掉下去的那一刻，被奧丁抓住。而洛基卻選擇了離開。解決危機的眾人都很開心。可是索爾卻為失去兄弟和回不到地球而苦惱。地球的珍卻在努力地尋找著雷神索爾。