纽约大战后，雷神索尔（克里斯·海姆斯沃斯 Chris Hemsworth 饰）将弟弟洛基（汤姆·希德勒斯顿 Tom Hiddleston 饰）带回仙宫囚禁起来，此外帮助九大国度平定纷争，威名扶摇直上。虽然父王奥丁（安东尼·霍普金斯 Anthony Hopkins 饰）劝其及早即位，但索尔念念不忘地球的美丽女孩简·福斯特（娜塔丽·波特曼 Natalie Portman 饰）。与此同时，简在和黛西及其助手伊安调查某个区域时意外被神秘物质入侵，却也因此重逢索尔，并随其返回仙宫。令人意想不到的是，藏在简体内的物质
为了追缉跨国犯罪分子，俄罗斯情报局特工伊戈尔•克列姆涅夫（弗拉基米尔•叶皮凡采夫 V. Yepifantsev 饰）来到哥伦比亚，但是行动失败，手下全部丧生。这让伊戈尔备受指责，他百口莫辩，被降职。为了戴罪立功，他接受了俄罗斯石油大亨索尔金的案子，后者被控偷税漏税并企图颠覆政府。伊戈尔去欧洲缉拿知悉索尔金犯罪证据的米哈伊尔•谢里克。期间，他结识了身材火辣、身手不凡的女间谍奥拉娃（奥莉加•法捷耶娃 Olga Fadeyeva 饰）。起初，伊戈尔误认为奥拉娃是敌人一伙，幸好同伴提醒，才让对方表明心迹，同仇敌忾
