Efter de overmenneskelige kampe i både Marvels "Thor" og "Marvel's The Avengers", må Thor endnu en gang sætte livet på spil for at genskabe orden i kosmos, da en ældgammel race, ledet af den hævngerrige Malekith, vender tilbage til Jorden for at kaste universet ud i evigt mørke. Over for den mægtige og æoner gamle fjende, som selv Odin og Asgård står magtesløse over for, må Thor begive sig ud på sit livs hidtil mest personlige og livstruende færd, der både genforener ham med Jane Foster, men også udgør en så stor fare, at han kan blive tvunget til at ofre alt for at redde universet.