Después de huir de Asgard en desgracia, Loki conoce a Thanos (Damion Poitier, más tarde Josh Brolin), un poderoso señor de la guerra con un vasto ejército, antes de los acontecimientos de «Los Vengadores». Thanos está recorriendo el cosmos en busca de las Gemas del Infinito, que le permitirán acabar con la mitad de toda la vida en el universo. Loki convence a Thanos para que le confíe la Piedra de la Mente y recupere la Piedra Espacial, almacenada en la Tierra dentro de una reliquia conocida como Teseracto. Loki ataca una instalación de SHIELD y obtiene el Teseracto, usándolo para abrir un portal en la Tierra para un destacamento invasor del ejército de Thanos.
Después de que Loki casi hunde el helicóptero de Nick Fury (Samuel L. Jackson) y asesina a su socio de confianza Phil Coulson (Clark Gregg), un grupo de héroes reunidos dejan de lado sus diferencias para enfrentarlo juntos. Llamándose a sí mismos los Vengadores, los héroes repelen al ejército de Thanos, sellan el portal y reclaman las Piedras de la Mente y el Espacio. Loki es derrotado por Hulk (Mark Ruffalo), y la custodia se le cede a Thor junto con el Teseracto en una señal de buena fe hacia Asgard. Posteriormente, los Vengadores deciden permanecer juntos como equipo, lo que los convierte en el mayor legado de Loki hasta la fecha.