En 965 d.C., Odín, rey de Asgard, libra una guerra contra los Gigantes de Hielo de Jotunheim y su líder Laufey (Colm Feore), para evitar que conquisten los Nueve Reinos, comenzando con la Tierra. Los guerreros asgardianos derrotan a los Gigantes de Hielo y aprovechan la fuente de su poder, el Cofre de los Viejos Inviernos.

En el presente, el hijo de Odín, Thor se prepara para ascender al trono de Asgard, pero es interrumpido cuando los Gigantes de Hielo intentan recuperar el cofre. Desobedeciendo la orden de Odín, Thor viaja a Jotunheim para hacer frente a Laufey, acompañado por su hermano Loki, su amiga de la infancia Sif y los Tres Guerreros; Volstagg, Fandral y Hogun, Estalla una batalla hasta que Odín interviene para salvar a los asgardianos, destruyendo la frágil tregua entre las dos razas. Por la arrogancia de Thor, Odín le arrebata a su hijo su poder divino y lo exilia a la Tierra, acompañado de su martillo Mjolnir — la fuente de su poder, ahora protegido por un hechizo para permitir que sólo los dignos lo levanten...