La principessa Rosalina, sorella maggiore della principessa Peach e dotata di un potere anche superiore, viene rapita da Bowser jr., vendicativo figlio dell'arcinemico del regno dei funghi. Il proposito di quest'ultimo è di fabbricare un'arma con un potere tale da spazzare via interi pianeti. Ma Mario e Luigi la pensano diversamente e correranno in aiuto della principessa per sventare il piano letale.