「ソコヴィアの戦い」から2年後、ソー（クリス・ヘムズワース）はロキ（トム・ヒドルストン）の変装を見破り、地球にやって来た追放されたオーディン（アンソニー・ホプキンス）を発見する。しかし、瀕死のオーディンは二人の息子に、「神々の黄昏」が始まり、オーディンに禁止されていた死の女神ヘラ（ケイト・ブランシェット）がアスガルドに戻ろうとしていることを告げた。ヘラとの最初の決闘でソーはソーのハンマーを失い、彼とロキも混沌の惑星サカに叩き落とされた。サカの決闘場で、ソーは長らく行方不明だったハルクと再会し、生涯ヘラの手から逃れてきたヴァルキリーにも出会った。計り知れない苦難を乗り越えた後、ソーと仲間たちは曇天のアスガルドに戻り、運命の「神々の黄昏」に直面します...