Donnergott Thors (Myrom Kingery) muss mal wieder hinter dem verschlagenen Loki (Daniel O'Reilly) aufräumen. Denn der ist aus Asgard geflohen, um Yggdrasil zu suchen – eine Esche, die als Weltenbaum den gesamten Kosmos verkörpert und alle neun Reiche miteinander verbindet. Yggdrasil birgt die gesamte Macht des Universums und ist der Legende nach irgendwo auf der Erde versteckt. Mit Hilfe des riesigen Wolfsgottes Fenrir plant Loki den Baum zu zerstören. Danach will er ihn nach seinem eigenen Ebenbild neu pflanzen, um die Herrschaft über alles Leben im Götterreich und auf Erden zu übernehmen. So muss Thor Loki auf unseren Planeten folgen, genauer gesagt nach Los Angeles, um zu versuchen, die beiden Welten dort in einem epischen Kampf im Gleichgewicht zu halten. Menschliche Unterstützung erhält er dabei von den Archäologinnen Dr. Grace Choi (Vaune Suitt) und Dr. Adrian Quinn (Neli Sabour).