蘑菇王国突遭银河黑暗势力侵袭，库巴王窃取星星力量，将露玛们囚禁于重力紊乱的异星。马力欧与耀西穿越虫洞，在颠倒重力的星球上展开惊险跳跃，击败岩石巨人、滑行忍者龟。桃子公主则潜入库巴的银河战舰，解救了被控制的奇诺比奥们。最终，马力欧凭借星星能量觉醒超级形态，与库巴展开太空对决，用爱心光束净化了黑暗核心，守护了全宇宙的和平。影片融合经典游戏元素，友情与勇气贯穿始终。