Thor beger sig ut på en väldigt annorlunda resa: han söker inre ro. Men hans ledighet avbryts av den galaktiska mördaren Gorr the God Butcher. För att bekämpa hotet tar Thor hjälp av Valkyrie, Korg och ex-flickvännen Jane Foster, som - till Thors stora förvåning - kan svinga hans magiska hammare Mjölner, då hon blir Mighty Thor. Tillsammans ger de sig ut på en skrämmande kosmisk resa för att avslöja mysteriet med Gorr the God Butchers hämnd och stoppa honom innan det är för sent.