ماریو پس از قسمت گذشته، این بار به فضا می‌رود تا دور از پادشاهی قارچی، درون دنیای کیهانی کاوش کند و از روی موانع بپرد.

این فیلم داستان سفر برادران ماریو از میان سرزمین قارچ ها را روایت می کند.

شخصیت بد داستان سعی در نابود کردن دنیا دارد و هنگامی که می خواهد دست به عملی کردن مقاصد پلیدش بزند، پنج ابرقهرمان نوجوان که قصد دارند تبدیل به ستاره های هالیوودی شوند سر راهش قرار می گیرند.