很久很久之前（公元965年），寒冰巨人入侵地球，令地球进入冰河时期，众神之父、雷神的父亲奥丁率领军队将其打败，但因大意被寒冰巨人首领拉菲偷袭打瞎右眼；奥丁夺取了寒冰巨人的力量来源，同时将寒冰巨人头领的孩子洛基带走。
在托尔成为新国王的日子，奥丁说雷神之锤铸造自一颗垂死之星的中心，拥有无穷威力；而洛基策划并引入了入侵者偷去寒冰盒，奥丁发现后放出毁灭者，将入侵者瞬间消灭。
阿斯加德，又称永恒境界或神域，是阿萨神族的领地；约顿海姆，寒冰巨人的领地。
雷神在约顿海姆的莽撞重新挑起了战争，众神之父奥丁带众人（包括洛基）回来后，夺取了雷神的神力，并将其放逐地球，同时放逐的还有雷神之锤，似乎有故意留雷神之锤给雷神的意思；并对雷神之锤赋予咒语：不管是谁拿到雷神之锤，只要他够资格，就能拥有雷神。
被
放逐的雷神遇到了之后的女友简·福斯特，以及博士艾瑞克·沙维格，之后被实习生电击击晕送医院，结果雷神之锤落地时所有人没被他们发现。雷神之锤被地球人发现并尝试拔出，均失败，神盾局的人也发现了雷神之锤。
洛基之前在和寒冰巨人战斗时曾被抓住过手臂，但没有受到任何伤害，回来后他开始怀疑自己的身世。奥丁终于承认洛基其实正是寒冰巨人首领的孩子，带回来的目的是为了有朝一日可以通过他实现两个王国的和平共处；洛基气愤自己的身世，抱怨奥丁的不公，奥丁晕倒。
雷神打算硬闯取回雷神之锤，中间遇到了鹰眼巴顿，雷神闯入后结果发现自己根本拔不出雷神之锤。守门人海姆达尔将雷神在地球遇到的一切都看在眼里。
雷神被带回神盾局当成佣兵审问，洛基现身骗雷神奥丁因起已死，而停战的前提是雷神永远不能回到永恒境界。洛基去拔雷神之锤，同样失败。
洛基独自跑到约顿海姆和寒冰巨人谈条件，承认自己就是之前将人放进来的内鬼，并约定会再次放人进来，以杀死奥丁，之后继承王位，同时答应会将宝物寒冰盒还回。
守门人海姆达尔发现洛基的行动，但无法听到洛基说了什么，基本确定洛基就是内鬼，但没有确凿证据，洛基假成自己将成为新的王，海姆达尔假意服从。
守门人海姆达尔故意将剑留下，打开彩虹桥放雷神的好友们去地球。洛基利用寒冰盒将海姆达尔冻住，并放寒冰巨人进入神域。
毁灭者将凡人雷神打死，奥丁落泪，女友落泪，雷神之锤自动回归，雷神复活将毁灭者打败。
守门人海姆达尔从冰冻中恢复，打开彩虹桥，带雷神等人回到神域。
在拉菲要杀死奥丁的瞬间，洛基用雷神权杖将拉菲杀死。并打算用彩虹桥的力量摧毁约顿海姆。
雷神和洛基战斗时将彩虹桥启动装置弄坏，但彩虹桥仍旧释放能量摧毁约顿海姆。
雷神将雷神之锤放在洛基胸口，洛基动弹不得。
雷神用雷神之锤将彩虹桥位于神域的部分破坏掉，洛基主动放手，坠入宇宙深渊。