Abertura: A Guerra Subterrânea e o Éter Secreto
Há milhares de anos, o rei Bor — pai de Odin — liderou uma guerra contra os Elfos Negros, liderados por Malekith, que pretendia usar o Éter para mergulhar o universo em trevas puras. Bor derrotou seu inimigo na batalha de Svartalfheim e proibiu a arma ao enterrá-la em local inacessÃvel. Porém, Malekith, seu tenente Algrim (que posteriormente se transforma em Kurse) e alguns elfos conseguiram fugir em animação suspensa.
Reerguendo os Nove Reinos
Após os eventos de Thor (2011) e Os Vingadores (2012), Thor e os guerreiros de Asgard (Fandral, Volstagg, Sif) defendem os Nove Reinos contra invasões. A Bifrost foi restaurada e, durante uma festa em Asgard, Thor demonstra preocupação com Jane Foster, na Terra — um vÃnculo que Odin desaprova.
Jane e o Éter
Em Londres, Jane investiga portais dimensionais com sua equipe (incluindo Darcy Lewis e Erik Selvig). Ela acaba sendo sugada por um vórtice até o local onde o Éter está escondido — este, inadvertidamente, entra em seu corpo. Thor, alertado por Heimdall, vai ao seu resgate e a leva para Asgard. Lá, Odin revela que o Éter a está matando e constitui uma ameaça profética ao cosmos.
O Ataque dos Elfos Negros
Despertados pelo Éter, Malekith e Algrim retornam, formando uma invasão a Asgard. Durante o confronto, Frigga, mãe de Thor, é morta ao proteger Jane. O ataque abala profundamente Thor e quebra o equilÃbrio do reino.
Aliança com Loki
Apesar da desconfiança, Thor recruta Loki para ajudá-lo a rastrear Malekith em Svartalfheim, aproveitando o conhecimento dele dos portais secretos. A fuga de Asgard com Jane é tumultuada, com Sif e Volstagg ajudando.
Confronto no Mundo Sombrio
No mundo sombrio, ocorre um plano de ilusão: Loki finge trair Thor ao entregar Jane, mas usa isso para enganar Malekith. Algrim, transformado em Kursed, ataca, levando Thor e Loki a enfrentá-lo até que ele explode com uma granada criada por Loki. No entanto, Malekith escapa com o Éter.
Batalha Final em Greenwich
Malekith tenta ativar o Éter no ponto de convergência dos reinos, em Greenwich, para espalhar trevas. Jane e Selvig usam equipamentos cientÃficos para abrir portais e, no último instante, conseguem transportar o vilão e sua nave para Svartalfheim, onde o vilão é esmagado por sua própria nave.
O Futuro de Thor e Loki
De volta a Asgard, Thor recusa a oferta de tomar o trono, preferindo permanecer na Terra com Jane. Logo após, a imagem de Odin se dissolve — revelando que Loki assumiu o trono secretamente.
Na cena de meio dos créditos, Sif e Volstagg entregam o Éter ao Colecionador, pois temem a presença de duas Joias do Infinito próximas (o Éter e o Tesseract). Na cena pós-créditos, Thor e Jane se reencontram na Terra, enquanto um monstro de gelo invade Londres.
