Super Mario Bros. filminin olayları, dinozorlar üzerinde çalışan Daisy’nin kazı sırasında başının derde girmesiyle başlamaktadır. Onu kurtarmak için Brooklyn’den gelen Mario ve Luigi, kendilerini tehlikeli bir dünyada bulmaktadır. Bu dünyada dinozorların ve tuhaf yaratıkların arasında yol almaya çalışırken, Daisy’yi elinde tutan King Koopa’nın adamlarıyla da karşı karşıya gelmektedirler. İki kardeş, hem birbirlerine güvenmek hem de peşlerine düşen engelleri aşmak zorunda kalmaktadır. Ara sokaklardan yer altı geçitlerine uzanan bu kaçış, onları beklenmedik çatışmaların içine çekmektedir. Mario ve Luigi, Daisy’yi kurtarmak için her adımda daha büyük bir tehlikeyle yüzleşmektedir.