Nadat Mario en Luigi Bowsers plan om Prinses Peach te trouwen hebben tegengehouden, krijgen de broers nu te maken met een nieuwe bedreiging: Bowser Jr., die zijn vader uit de gevangenis wil bevrijden en het familiale erfgoed weer op de kaart wil zetten. Samen met oude en nieuwe vrienden reizen de broers door de sterren om de jonge erfgenaam tegen te houden.