Mario et Luigi, les plombiers jumeaux, appliquent leur énergie à résoudre les problèmes du quotidien autour de leur nouveau foyer au Royaume Champignon. Alors qu’ils assistent la princesse Peach et aident Bowser, à se réhabiliter, ils font la rencontre d’un nouveau compagnon : Yoshi. La fête d’anniversaire de la princesse Peach va cependant déclencher une aventure galactique qui emmènera les deux frères dans l’espace afin de mettre fin aux manigances de Bowser Jr. et de secourir Harmonie.