Thor: Love and Thunder mengikuti perjalanan Thor setelah sebelumnya terakhir terlihat di Avengers: Endgame. Di ending Endgame, Thor memutuskan untuk bergabung bersama Guardians of the Galaxy dan menyerahkan tahta raja Asgard kepada Valkyrie. Dalam trailer yang dirilis oleh channel resmi Marvel, Thor terlihat sibuk mengembalikan bentuk badannya ke bentuk semula.
Tidak hanya itu, sang Dewa Petir juga dikejutkan dengan kemunculan mantan kekasihnya, Jane, yang kini menjadi Mighty Thor. Jane diceritakan akan memiliki kemampuan dahsyat yang salah satunya mampu menggunakan palu kebanggan Thor dulu, Mjolnir. Keduanya akan menghadapi musuh kuat, yaitu Gorr the God Butcher yang terkenal sebagai pembunuh para dewa.
Dalam melawan Gorr the God Butcher, Thor dan Jane Foster mendapat bantuan dari King Valkyrie dan Korg. Bersama-sama mereka akan memulai pertempuran dahsyat untuk mengungkap misteri dibalik pembantaian dewa yang dilakukan Gorr dan mencoba untuk menghentikannya.