História completa
Há milênios, Bor, pai de Odin, venceu Malekith, líder dos elfos negros, que queria usar uma arma chamada Éter para devolver o universo à escuridão. Bor escondeu o Éter num lugar que ninguém alcança. Malekith fugiu com o tenente Algrim e alguns soldados e ficou em sono profundo.
No presente, Loki está preso em Asgard pelos crimes em Nova York. Com a Bifrost reconstruída, Thor passou dois anos pondo ordem nos Nove Reinos ao lado de Sif e dos Três Guerreiros. Está chegando a Convergência, um alinhamento raro dos reinos que abre passagens entre eles. Em Londres, Jane Foster investiga uma dessas anomalias com Darcy, cai num desses portais e absorve o Éter. O despertar da arma acorda Malekith.
Thor vai até a Terra e leva Jane para Asgard. Odin explica que o Éter é antigo, perigoso e vai matá-la aos poucos. Malekith ataca Asgard atrás dela. Algrim vira um Kursed, um guerreiro quase indestrutível, e solta os presos. Frigga, mãe de Thor e Loki, protege Jane e morre nas mãos de Malekith. O funeral, com os barcos em chamas, é uma das cenas mais bonitas do filme. Odin quer esperar o ataque seguinte, mesmo que custe vidas. Thor discorda.
Para tirar Jane de Asgard escondido, Thor recorre a quem conhece os caminhos secretos: Loki. Os dois irmãos brigam, trocam provocações e por um momento se entendem pelo luto da mãe. Em Svartalfheim, Loki finge trair Thor e entrega Jane a Malekith, que extrai o Éter dela. Era um truque, mas Thor não consegue destruir a arma, que se funde a Malekith. Na luta, Loki mata Algrim e é ferido de morte. Ele morre nos braços do irmão, ou parece morrer.
Thor e Jane voltam a Londres, onde Erik Selvig, meio abalado, montou aparelhos para lidar com a Convergência. Malekith aparece em Greenwich para soltar o Éter no centro do alinhamento. A luta final pula entre reinos por portais, com o martelo voando atrás de Thor. Jane e a equipe usam os aparelhos para mandar Malekith de volta a Svartalfheim, onde a própria nave dele cai por cima e o esmaga. Thor recusa o trono de Asgard e escolhe ficar com Jane. A última imagem revela que Odin no trono é, na verdade, Loki disfarçado. Na cena do meio dos créditos, Sif e Volstagg entregam o Éter ao Colecionador, já que não seria seguro guardar duas Joias do Infinito juntas em Asgard. Ele sonha com as outras.