影片故事发在在《复仇者联盟4：终局之战》事件之后，雷神索尔（克里斯·海姆斯沃斯 饰）踏上了一段他从未经历过的旅程：找回自我。但索尔的退休计划却被企图消灭众神的屠神者格尔（克里斯蒂安·贝尔 饰）打断，他只好与女武神瓦尔基里（泰莎·汤普森 饰）和寇格（塔伊加·维迪提 饰）再次联手，其间更发现自己八年未见的前女友简·福斯特（娜塔莉·波特曼 饰）获得了雷神之力、挥舞着多年前在自己面前毁灭的雷神之锤，令索尔惊讶不已。他们一起踏上了星际冒险，以揭开格尔的复仇之谜，并在为时已晚之前阻止他。
斯蒂夫·古根伯格 布巴·史密斯 迈克尔·温斯洛 大卫格拉夫 蒂姆·卡祖林斯基 莎朗·斯通 莱斯利·伊斯特布鲁克 马里昂·拉姆塞 兰斯·金赛 G.W.拜利 博卡·格德斯维特 乔治·盖恩斯 德里克·麦克加特 斯科特·汤姆森 比莉·伯德 乔治·R·罗伯逊 Brian Tochi 布赖恩·巴克尔 大卫·斯佩德 Tab Thacker 科琳·波赫雷