Thor legger ut på en helt annen reise for å søke indre fred. Men hans permisjon blir avbrutt av den galaktiske morderen Gorr the God Butcher. For å bekjempe trusselen verver Thor hjelp av King Valkyrie, Korg og ekskjæresten Jane Foster, som, til stor overraskelse kan svinge hans magiske hammer Mjolnir, da hun blir The Mighty Thor. Sammen legger de ut på en skremmende, kosmisk reise for å løse mysteriet om Gorr the God Butchers hevn og stoppe ham før det er for sent.