故事聚焦在《复仇者联盟4：终局之战》中，另一时空拿走空间宝石（Space Stone）的洛基，描述他作为一名恶作剧之神和变形者的身份，现身在人类历史中的多个时期，影响着历史事件。

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