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Después de la muerte de su hija Love y de que sus súplicas de ayuda sean ignoradas por su dios, Rapu, Gorr es llamado por el arma que mata dioses, la Necroespada, y la usa para matar a Rapu, jurando a partir de ese momento eliminar a todos los dioses.
En otra parte, Thor se separa de los Guardianes de la Galaxian. después de recibir una señal de socorro de Sif. Al llegar, una golpeada Sif advierte a Thor de la llegada de Gorr y que su próximo objetivo es Nuevo Asgard. Por su lado, la doctora Jane Foster, la exnovia de Thor, a quien se le diagnosticó cáncer terminal, llega a Nuevo Asgard con la esperanza de buscar un tratamiento médico para su cáncer. El martillo destruido de Thor, el Mjolnir, se vuelve a forjarn. y se une a Foster. Años antes, Thor, sin saberlo, lo había encantado para protegerla. Thor llega a Nuevo Asgard justo cuando Gorr comienza a atacar la ciudad con criaturas sombrías. Se sorprende al encontrar a Foster con Mjolnir, pero sin embargo se une a ella, Valquiria y Korg para luchar contra Gorr. El grupo frustra a Gorr, pero él escapa y secuestra a varios niños asgardianos.
El grupo viaja a Ciudad Omnipotencia para advertir a los otros dioses y pedir su ayuda. El dios olímpico Zeus no está dispuesto a ayudar y captura a Thor, lo que obliga al grupo a luchar contra los hombres de Zeus. Zeus hiere a Korg; enfadado, Thor empala a Zeus con su propio rayo, que Valquiria roba durante su escape. Luego viajan al Reino de las Sombras para salvar a los niños. Sin embargo, esto resulta ser una artimaña para que Gorr robe a Stormbreaker, el arma de Thor, que necesita para tiene utilizar el Bifrost y así llegar hasta Eternidad, a quien planea pedirle la destrucción de todos los dioses. Gorr domina al grupo de Thor y roba el Stormbreaker. Gorr usa Stormbreaker para abrir el portal a la Eternidad. Con Valquiria y Foster heridas, Thor imbuye a los niños asgardianos secuestrados y sus armas con su poder para luchar junto a él. Foster se une a Thor en la lucha contra Gorr y destruye la Necroespada.
Thor admite la derrota y convence a Gorr de que todo lo que quería de Eternidad no era destruir a los dioses sino recuperar a su hija Love. Foster sucumbe a su enfermedad y muere en los brazos de Thor. Eternidad permite la solicitud de Gorr de revivir a Love, a quien le pide a Thor que cuide antes de que él muera por los efectos de la Necroespada. Los niños regresan a Nuevo Asgard, donde Valquiria y Sif comienzan a entrenarlos. Mientras tanto, Thor, ahora en posesión de Mjolnir nuevamente, continúa sus aventuras para ayudar a las personas, con Love, ahora empuñando el Stormbreaker, a su lado.
En una escena de mitad de los créditos, un Zeus herido envía a su hijo Hércules a matar a Thor. En otra escenaposcréditos, Foster llega a las puertas de Valhalla, donde Heimdalln.​ le da la bienvenida.