ดร. เจน ฟอสเตอร์ (แสดงโดยนาตาลี พอร์ตแมน) ตามหารังสีที่ส่งสัญญาณอยู่บนโลก ซึ่งนำเธอไปยังอาคารร้างที่ประตูมิติถูกเปิดโดย Aether ซึ่งดึงเธอไปสู่อีกโลกที่เคยเกิดสงคราม ธาตุสีเลือดได้แทรกซึมเข้าไปยังร่างการของ ดร. เจน ฟอสเตอร์ เธอกลับมายังโลกมนุษย์ได้อีกครั้ง ขณะเดียวกัน ธอร์ (คริส เฮมส์เวิร์ธ) ปรากฎตัวแล้วพาเธอกลับมาที่แอสการ์ดเพื่อกอบกู้ความน่าเชื่อถือของโอดินและเทพเจ้าสายฟ้ายังต้องหาวิธีรักษาสิ่งที่ทำให้ ดร. เจน มีปัญหาในระบบเลือดของเธอ