Mario és Luigi ezúttal az űrben kalandoznak: Peach és új szövetségeseik oldalán galaxison átívelő útra indulnak, hogy megállítsák Bowser Jr.-t, aki mindenáron vissza akarja hozni apját, és újra veszélybe sodorja a világot.

Az animációs film a Super Mario Bros.: A film című, 2023-ban bemutatott alkotás folytatása, ami világszerte több mint 1,3 milliárd dolláros bevételt hozott.