影片以北歐神話為背景，講述了雷神的弟弟洛基逃出阿斯加德，尋找隱藏在地球上的宇宙之力，企圖破壞人類世界。在人類朋友的協助下，雷神托爾成功阻止了洛基的陰謀，恢復了地球的平靜。影片中，洛基殺害了他們的父親奧丁，來到地球，喚醒了神獸巨狼芬里爾，企圖摧毀九界之樹，以此獲得宇宙的控制權。洛基利用他的神力冒充考古學家，成功喚醒了巨狼。與此同時，雷神托爾得知弟弟的瘋狂行為后，立刻啟程前往地球，阻止他的計劃。在地球上，雷神遇到了正在挖掘芬里爾監獄的考古學家格蕾絲博士以及其他朋友。為了維護地球的和平，他們一同與洛基進行對抗。在與洛基和芬里爾的一系列激烈戰斗中，雷神落敗。然而，在父親奧丁的感召之下，雷神重拾勇氣，再次迎戰洛基。在危急關頭，格蕾絲博士舉起了雷神之錘，印證了人類也可以是真正的勇者。最終，雷神和朋友們成功擊敗了洛基，守護了地球的和平，雷神也重返阿斯加德。