Historia completa
Hace milenios, Bor, padre de Odín, venció a Malekith, líder de los elfos oscuros, que quería usar un arma llamada Éter para devolver el universo a la oscuridad. Bor escondió el Éter en un lugar inalcanzable. Malekith huyó con su teniente Algrim y algunos soldados y quedó en un sueño profundo.
En el presente, Loki está preso en Asgard por sus crímenes en Nueva York. Con el Bifrost reconstruido, Thor pasó dos años poniendo orden en los Nueve Reinos junto a Sif y los Tres Guerreros. Se acerca la Convergencia, una alineación rara de los reinos que abre pasos entre ellos. En Londres, Jane Foster investiga una de esas anomalías con Darcy, cae en uno de esos portales y absorbe el Éter. El despertar del arma despierta a Malekith.
Thor va a la Tierra y lleva a Jane a Asgard. Odín explica que el Éter es antiguo, peligroso y la va a matar poco a poco. Malekith ataca Asgard para buscarla. Algrim se convierte en un Kursed, un guerrero casi indestructible, y libera a los presos. Frigga, madre de Thor y Loki, protege a Jane y muere a manos de Malekith. El funeral, con barcos en llamas, es una de las escenas más bellas de la película. Odín quiere esperar el siguiente ataque aunque cueste vidas. Thor no está de acuerdo.
Para sacar a Jane de Asgard a escondidas, Thor recurre a quien conoce los caminos secretos: Loki. Los hermanos discuten, se provocan y por un momento se entienden por el luto de su madre. En Svartalfheim, Loki finge traicionar a Thor y le entrega Jane a Malekith, que le extrae el Éter. Era un truco, pero Thor no logra destruir el arma, que se fusiona con Malekith. En la pelea, Loki mata a Algrim y queda herido de muerte. Muere en brazos de su hermano, o eso parece.
Thor y Jane vuelven a Londres, donde Erik Selvig, algo trastornado, armó aparatos para la Convergencia. Malekith aparece en Greenwich para liberar el Éter en el centro de la alineación. La pelea final salta entre reinos por portales, con el martillo volando detrás de Thor. Jane y su equipo usan los aparatos para mandar a Malekith de vuelta a Svartalfheim, donde su propia nave le cae encima y lo aplasta. Thor rechaza el trono de Asgard y elige quedarse con Jane. La última imagen revela que el Odín del trono es en realidad Loki disfrazado. En la escena a mitad de créditos, Sif y Volstagg le entregan el Éter al Coleccionista, porque no sería seguro guardar dos Gemas del Infinito juntas en Asgard. Él sueña con las demás.