História completa
Dois anos depois de Sokovia, Thor está preso pelo demônio de fogo Surtur, que conta que Odin sumiu de Asgard e que o Ragnarok vem aí: quando a coroa de Surtur tocar a Chama Eterna, guardada no cofre de Odin, Asgard vai acabar. Thor escapa, vence Surtur, leva a coroa e acha que resolveu o problema.
Em Asgard, Heimdall sumiu e "Odin" é Loki disfarçado. Thor arrasta o irmão até a Terra e, com ajuda do Doutor Estranho, acha o pai na Noruega. Odin está morrendo. Ele avisa que, com sua morte, vai se soltar Hela, sua primogênita, uma irmã que Thor e Loki nem sabiam que existia. Ela já comandou os exércitos de Asgard e foi trancada por Odin quando a ambição passou dos limites. Odin morre, Hela aparece e esmaga o Mjolnir com uma mão. Na fuga pela Bifrost, ela joga os irmãos no espaço.
Hela toma Asgard, mata os Três Guerreiros, ressuscita seu antigo exército e o lobo gigante Fenris, e faz de Skurge seu carrasco. Heimdall, escondido, rouba a espada que controla a Bifrost e protege o povo. Thor cai em Sakaar, um planeta-lixão cercado de buracos de minhoca. Uma caçadora chamada Scrapper 142 o captura e o vende ao Grão-Mestre, o dono do lugar, de quem Loki já virou amigo. Thor percebe que ela é uma Valquíria, das guerreiras que Hela massacrou no passado.
O Grão-Mestre joga Thor na arena contra seu campeão: o Hulk, que está em Sakaar há dois anos. Thor chama os raios e está levando a melhor quando o Grão-Mestre trapaceia e dá a vitória ao Hulk. Depois, um vídeo da Natasha no Quinjet faz o Hulk voltar a ser Bruce Banner pela primeira vez desde Sokovia. Banner, a Valquíria e Loki topam fugir com Thor. Os gladiadores, liderados por Korg e Miek, fazem uma revolta. Loki tenta trair o irmão de novo, mas Thor já esperava e o deixa para trás.
Thor, Banner e a Valquíria atravessam um buraco de minhoca até Asgard, onde Heimdall defende o povo na ponte. Hulk briga com Fenris, Loki chega com a nave dos gladiadores, e Skurge, arrependido, morre protegendo os asgardianos. Contra Hela, Thor perde o olho direito e tem uma visão de Odin: o poder do trovão nunca veio do martelo. Mesmo assim, Hela é forte demais. Thor entende que Asgard é o povo, não o lugar, e manda Loki pôr a coroa de Surtur na Chama Eterna. Surtur renasce, destrói Asgard e leva Hela junto. Na nave do Grão-Mestre, Thor vira rei, faz as pazes com Loki e ruma para a Terra. Na cena do meio dos créditos, uma nave gigante surge diante deles. Fica em aberto o que vem a seguir.