《雷神3:諸神黃昏》的演員陣容頗為強大，索爾、洛基、海姆達爾、奧丁等角色系數迴歸，馬克·魯法洛（Mark Ruffalo）飾演的綠巨人也將加盟《雷神3》，復聯中破壞力最強的兩位英雄將會攜手作戰。除此之外，影片還多了幾位重量級新人。
該片講述雷神失去了他強大的錘子，並被囚禁在宇宙的另一端的故事。
該影片於2017年11月3日在美國上映。
外媒報道稱，《雷神3》的反派基本已經確定是死神海拉，此前在《復仇者聯盟》以及《雷神3》中扮演"綠巨人”的馬克魯法洛曾"洩密"稱，凱特布蘭切特將加盟該片扮演反派，因此目前基本可以確認，凱特布蘭切特扮演的就是死神海拉。
在北歐神話中，海拉是邪神洛基與女巨人安爾伯達的小女兒，腰部以上她是個正常且健康的女人，但腰部以下卻腐爛發黑，而且面部表情永遠猙獰可怕。
鑑於凱特布蘭切特扮演的死神海拉是洛基的女兒，因此這個角色跟湯姆希德勒斯頓扮演的洛基是否會出現交集，也讓觀眾非常期待。
克里斯·海姆斯沃斯飾演雷神托爾
力量無敵復仇者聯盟中的非地球人類成員，對弟弟洛基愛恨交織。索爾是奧丁的親生兒子，阿斯加德的王位繼承人。他年輕氣盛，魯莽耿直，曾因自負被流放地球。索爾關心的主要問題是維護包括阿斯加德與地球在內的九大世界的和平，以及搞好與兄弟洛基的關係。禍不單行，這兩件事同時出了麻煩。
湯姆·希德勒斯頓飾演邪神洛基
洛基和托爾一起長大，調皮狡猾，擅長變化和欺騙。他愛著托爾，但同時也嫉妒托爾一直受奧丁重視、受眾神愛戴，而自己被眾神忽視。所以他在托爾的加冕儀式上把奧丁的宿敵--冰霜巨人放了進來。巨人們雖然全部被武器庫的防禦者"毀滅者"殺死，但卻破壞了托爾的加冕儀式，使得托爾沒能當上國王。
馬克·魯法洛飾演綠巨人(布魯斯·班納)
他常對刺激與攻擊他的人重申他希望所有人不要管他並離他遠一點，但對朋友十分感恩且忠誠。有人認為要是有關單位讓浩克逃至野外並照他希望的被與世隔絕，傷害的程度就會減至最低，因為任何攻擊行為只會激怒他，讓他變得更強大並導致反擊。浩克非常容易辨認，特徵是極為笨重結實的身體，有著綠色的皮膚，以近似猿猴類的跳躍步伐行動。他的力量近乎無限，只要綠巨人越憤怒就會變得越強大。
娜塔莉·波特曼飾演簡·福斯特
簡·福斯特是一個生活在地球的護士，她與唐納德-布萊克醫生(托爾在地球上的身份)墮入愛河，但未察覺到自己愛的人就是強大的雷神托爾。在片中，她是人類的領袖，這個角色讓充滿幻想色彩的影片更貼近人類的現實。
安東尼·霍普金斯飾演眾神之父奧丁
輕易地剝奪了托爾的神力(這一表現是依靠強大的實力的，在漫畫中，當奧丁的力量被洛基榨乾時便不再具備這種能力)調集並操控足以進行維度穿梭的暗能量，這一行為同樣需要強大的實力，因為托爾在看到暗能量裝置後也曾懷疑奧丁能否操控這麼強大的能量(注:強行打開蟲洞所需要的能量至少是太陽的十億倍，進行穩定的維度穿梭所需要的能量更是隻高不低，而做到類似表現的彩虹橋可以輕易地毀滅維度，使用一次彩虹橋可以進行一次維度穿梭，彩虹橋的能量全部釋放時則可以輕易摧毀整個維度，不過一次彩虹橋使用要比奧丁操控暗能量更加高級).
伊德瑞斯·艾爾巴飾演海姆達爾
海姆達爾是希芙的哥哥。他是能眼視萬物和耳聽一切的仙宮守護哨兵，他站在彩虹橋比弗羅斯特上，並注意觀察任何對仙宮的襲擊。他作為仙宮的守衛站立著，保衛這個城市的大門使任何闖入者遠離，是奧丁最為信任的僕人之一。 海姆達爾擁有一位典型阿斯加爾德神的能力，包括超人的力量，體力，速度，敏捷和耐力。然而，他比大部分阿斯加爾德人更強壯和更具有耐力。如同所有的阿斯加爾德人一樣，他的身體要比一個人類個體結實和重三倍，這部分促成了他超人的力量和體重。
劇情簡介：
該片講述雷神失去了他強大的錘子，並被囚禁在宇宙的另一端的故事。
在《雷神3》中，雷神托爾被囚禁於宇宙的另一端，竭盡全力想要趕回阿斯卡德，阻止諸神黃昏的發生。殘酷無情的海拉是諸神黃昏的發起者，她要藉此毀掉阿斯卡德和這裡的所有人。在趕回阿斯卡德之前，托爾必須先在危險的角鬥場上存活下來，他面對的對手竟是曾經的夥伴綠巨人，而且托爾還失去了自己的神錘！
