Historia completa
Dos años después de Sokovia, Thor está prisionero del demonio de fuego Surtur, que le cuenta que Odín desapareció de Asgard y que el Ragnarok se acerca: cuando la corona de Surtur toque la Llama Eterna, guardada en la bóveda de Odín, Asgard llegará a su fin. Thor escapa, vence a Surtur, se lleva la corona y cree que evitó el desastre.
En Asgard, Heimdall no está y "Odín" es Loki disfrazado. Thor lleva a su hermano a la Tierra y, con ayuda de Doctor Strange, encuentra a su padre en Noruega. Odín se está muriendo. Les advierte que su muerte liberará a Hela, su primogénita, una hermana que Thor y Loki no sabían que existía. Ella comandó los ejércitos de Asgard y Odín la encerró cuando su ambición se desbordó. Odín muere, Hela aparece y destroza el Mjolnir con una mano. En la huida por el Bifrost, lanza a los hermanos al espacio.
Hela toma Asgard, mata a los Tres Guerreros, resucita su viejo ejército y al lobo gigante Fenris, y nombra verdugo a Skurge. Heimdall, oculto, roba la espada que controla el Bifrost y protege al pueblo. Thor cae en Sakaar, un planeta basurero rodeado de agujeros de gusano. Una cazadora llamada Scrapper 142 lo captura y lo vende al Gran Maestro, el dueño del lugar, de quien Loki ya se hizo amigo. Thor se da cuenta de que ella es una Valquiria, de las guerreras que Hela masacró hace siglos.
El Gran Maestro manda a Thor a la arena contra su campeón: Hulk, que lleva dos años en Sakaar. Thor invoca los rayos y va ganando cuando el Gran Maestro hace trampa y le da la victoria a Hulk. Después, un video de Natasha en el Quinjet hace que Hulk vuelva a ser Bruce Banner por primera vez desde Sokovia. Banner, la Valquiria y Loki aceptan huir con Thor. Los gladiadores, liderados por Korg y Miek, se rebelan. Loki intenta traicionar a su hermano otra vez, pero Thor ya lo veía venir y lo deja atrás.
Thor, Banner y la Valquiria cruzan un agujero de gusano hasta Asgard, donde Heimdall defiende al pueblo en el puente. Hulk pelea con Fenris, Loki llega con la nave de los gladiadores y Skurge, arrepentido, muere protegiendo a los asgardianos. Contra Hela, Thor pierde el ojo derecho y tiene una visión de Odín: el poder del trueno nunca vino del martillo. Aun así, Hela es demasiado fuerte. Thor entiende que Asgard es su gente, no un lugar, y manda a Loki poner la corona de Surtur en la Llama Eterna. Surtur renace, destruye Asgard y se lleva a Hela con él. En la nave del Gran Maestro, Thor se vuelve rey, hace las paces con Loki y pone rumbo a la Tierra. En la escena de mitad de créditos, una nave gigante aparece frente a ellos. Lo que sigue queda abierto.