เรื่องราวเริ่มต้นใน Asgard, อาณาจักรของเทพเจ้า, ที่ Thor (รับบทโดย Chris Hemsworth) เป็นเทพเจ้าสายฟ้าผู้มีอำนาจ แต่เขากลับเป็นคนเย่อหยิ่งและไม่เข้าใจถึงความรับผิดชอบของการเป็นพระราชโอรสของ Odin (รับบทโดย Anthony Hopkins)
เมื่อ Thor และพี่น้อง Loki (รับบทโดย Tom Hiddleston) ถูกส่งไปสู่การต่อสู้กับ Frost Giants เพื่อปกป้อง Asgard, Thor ได้ฝ่าฝืนคำสั่งของ Odin และทำให้เกิดความขัดแย้ง ซึ่งส่งผลให้ Odin ต้องเนรเทศ Thor ไปยังโลกมนุษย์ (Earth) และตัดพลังของเขา
ที่โลก Thor พบกับ Jane Foster (รับบทโดย Natalie Portman) นักวิทยาศาสตร์ที่กำลังศึกษาปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ เมื่อเขาเริ่มเข้าใจถึงความสำคัญของการเป็นผู้นำและความรับผิดชอบ, เขาก็ต้องเผชิญหน้ากับ Loki ที่วางแผนการชั่วร้ายเพื่อยึดอำนาจใน Asgard
