2011 áprilisában a Marvel már a Thor folytatásán gondolkodott, majd Kenneth Branagh rendező egy interjúban arról beszélt, hogy őt még nem keresték meg a második résszel kapcsolatosan, de szerint túl korai lenne erről beszélni, hiszen előbb látni kellene, hogy a közönség mennyire fogja kedveli a képregényfilmet.
Majd Kevin Feige bejelentette, hogy Don Payne éppen azon van, hogy kitalálja mi legyen a sztori. 2011 júniusában a Disney közzétette, hogy 2013 július 26-ra tűzik ki a következő rész bemutatóját, az is kiderült, hogy Branagh nem ül vissza a rendezői székbe. A direktor ugyanis túl sietősnek találta a tempót és a forgatókönyvvel pepecselt volna el. Szeptemberben úgy tűnt, hogy Brian Kirk lesz a Thor – Sötét világ rendezője, nem sokra rá már arról szóltak a hírek, hogy Patty Jenkinst, a The Killing széria egyik alkotójára akarták rábízni a filmet.
2011 októberében a Disney tolt néhány hónapot a bemutató dátumán, így 2013 nyaráról októberre csúszott a premier és megerősítették, hogy Jenkins lesz a rendező. Decemberben a hölgy mégis lelépett, kreatív nézetkülönbségre hivatkozott, de hozzátette, hogy nem haraggal váltak el stúdióval és reméli, hogy a jövőben tudnak majd együtt dolgozni. Pár napra rá már Daniel Minahan és Alan Taylor neve keringett a projekt körül, a szerződést Taylor írhatta alá, 2012 elején a forgatókönyvet Robert Rodatnak passzolták le, hogy csinosítson rajta.
2012 májusában Mads Mikkelsent győzködték, aki a címszereplő ellenfelét formálhatta volna meg, de egy hónap múlva a színész közzétette, hogy nem tud rész venni a film munkálatain, mert a kötelesség (azaz a szerződés) más projektbe hívja, ami nem más volt, mint a Hannibal sorozat. Augusztusra meglelték utódját Christopher Eccleston személyében, a színész Malekith-et formálhatja meg.
Malekith célja, hogy az univerzumot, a Kilenc Világot sötétségbe taszítsa. Természetesen Thor ezt nem nézi jó szemmel, pörölyével és harcostársaival szembeszáll a gonosszal.