収録はプレスコで行われており、放送の約1年以上前から行われた。当初は2018年1月からの放送予定であったが、制作の遅れから延期になり、10月から放送となった。監督の石ダテは「女性版『おそ松さん』」のようなものを作ろうと考え、「恋愛が充実していない女性たち」をテーマにすることとなった。また、ドラマ『やっぱり猫が好き』も意識しているという。資金集めとして、投資型のクラウドファンディングと製作委員会方式の両方を使っている。他のアニメ作品に多い「プレゼント型」ではなく、「投資型」を利用している理由として監督の石ダテは、「参加していないファンの人たちは蚊帳の外のような感覚になる」「投資型のクラウドファンディングなら、ファンの間に熱量の格差みたいなものをつくりませんし、疎外感を与えることもないのではないか」と語っている。また、楽曲関係のコンテンツにおいて独占販売契約をAmazon.co.jpと締結した。
2013年11月8日時点でRotten Tomatoesでは131件のレビューで支持率は70%となり、「マーベル・ユニバースの映画で最高傑作ではないかもしれないが、ファンが期待したユーモアやアクションを提供している」とまとめられた。Metacriticでは38件のレビューで加重平均値は54/100となった。『ガーディアン』のベン・チャイルドは「ヒドルストンとヘムズワースの印象的な集団的カリスマのおかげで、『マイティ・ソー/ダーク・ワールド』はフランチャイズ・キラーとは程遠くなっている」と述べた。
2013年11月8日時点で全世界で1億940万ドルを売り上げた。33カ国で封切りが始まり、初日で合計820万ドルを売り上げてイギリスやフランスなどで初登場1位となり、前作を上回る滑り出しとなった。公開から3日間で36カ国で4520万ドル、さらに初週末5日間（水曜 - 日曜）では1億940万ドルを売り上げて北米外興行収入ランキングで1位となった。北米興行収入は2億ドルを超え、全世界興行収入も6億3000万ドルを突破し、前作の興行収入を上回った。マーベル・シネマティック・ユニバースでは北米歴代5位、全世界歴代3位を記録している。
ワールド・プレミアは2013年10月22日にロンドンのオデオン・レスター・スクエアで行われた。劇場公開はその8日後の10月30日にイギリスなどで始まった。北米プレミアは11月5日にハリウッドのエル・キャプテン・シアターで行われた。
2012年8月、パトリック・ドイルは今回も作曲家として続投するために監督と話し合っていることを明かした。2013年4月時点ではカーター・バーウェルが起用されると報じられた。しかし同年5月、『Deadline.com』はバウエルは創造性の違いにより降板したことを報じた。2013年6月、マーベルはバウエルに代わって『アイアンマン3』のブライアン・タイラーを雇った。アザム・アリはこの映画音楽でヴォーカルを務めた。サウンドトラックは2013年10月28日にデジタル販売された。
2013年7月、カット・デニングスは記者団に対し、映画は再撮影に向かっていることを明かした。8月、再撮影の内容についてテイラーはトム・ヒドルストンとアンソニー・ホプキンスの場面であると語った。同月、IMAXコーポレーションとマーベル・エンターテインメントは、映画がIMAX 3D形式にデジタルリマスタリングされ、2013年10月30日よりIMAX 3D劇場で封切られることを発表した。視覚効果はダブル・ネガティブ、ルーマ・ピクチャーズなど7つの視覚効果スタジオが作成した。映画のクレジット中の場面は、『ガーディアンズ・オブ・ギャラクシー』のジェームズ・ガンが監督した。
主要撮影は2012年8月にイングランドのサリーのボーンウッドで開始された。コミカゼ・エキスポで原作者のひとりであるスタン・リーがカメオ出演することが明かされた。数週後クライヴ・ラッセルがティーウ、リチャード・ブレイクはエインヘリャルの戦士を演じることが明らかとなった。月末、ジェイミー・アレクサンダーがロンドンでのセットで雨天時に歩いた際に滑って負傷した。2012年10月、製作はアイスランドに移り、スケイザルアゥ、スコゥガフォスなどで撮影が行われた。『Iceland Review』ではこれまでのアイスランドで行われた中では最大規模の映画撮影と説明された。10月末、ロンドンのグリニッジの旧王立海軍大学での撮影が開始された。同月、ディズニーは3Dでの公開を発表した。2012年12月14日、アレクサンダーは撮影の完了をツイートした。
先祖は武田信玄の家臣とされ、曽祖父の伊藤友玄の代になって水戸藩に仕え祖父の友近もやはり水戸藩に仕官。しかし父の伊藤祐宗（号は道祐）は生涯仕官していない。思恭はこの父と母（戸張氏）の第四子として水戸に生まれ故あって関氏を名乗る。幼少から筆や硯を遊具の代わりとするほど書を好んだ。16歳のとき江戸に出て、細井広沢にその才能を見いだされ入門。その筆法は極めて優れ、たちまち広沢門下の第一となった。広沢が思恭に代書させるに及んでその評判は高まった。因みに浅草待乳山の歓喜天の堂に掲げられる『金龍山』の扁額は広沢の落款印があるものの思恭が代筆したものである。経学を太宰春台に就いて学び、詩文は天門から受けた。また射術に優れた。27歳で文学を以て土浦藩に仕え禄を得た。広沢没後、三井親和と並称されその評判はますます高まり門弟およそ5千人を擁したという。40歳で妻帯し3女をもうける。60歳頃より神経痛を患い歩行が困難となり家族に介護されるもその運筆は衰えなかった。享年69。江戸小石川称名寺に葬られる。門人に関口忠貞がいる。娘婿の其寧が跡を継ぎ、孫の克明、曾孫の思亮とその子である雪江、いずれも書家として名声を得た。宋の婁機『漢隷字源』を開版している。