Alors qu'ils tentent de réparer une canalisation souterraine, Mario et son frère Luigi, tous deux plombiers à Brooklyn, se retrouvent plongés dans un nouvel univers féerique à travers un mystérieux conduit. Mais lorsque les deux frères sont séparés, Mario s'engage dans une aventure trépidante pour retrouver Luigi. Dans sa quête, il peut compter sur l'aide du champignon Toad et de la Princesse Peach, guerrière déterminée...