Der Klempner Mario (Originalstimme: Chris Pratt) und sein Bruder Luigi (Charlie Day) betreiben relativ erfolglos eine kleine Klempner-Firma. Als Brooklyn unter Wasser steht, sehen die Brüder ihre große Chance gekommen – was gibt es für eine bessere Werbung für einen Klempner-Betrieb als die Rettung eines ganzen Stadtbezirkes vor unerwünschten Wassermassen? Doch es soll alles ganz anders kommen, denn die beiden entdecken in einer mysteriösen grünen Röhre ein Portal in eine magische Welt und landen so unbeabsichtigt im Pilz-Königreich der Martial-Arts-technisch erstaunlich kompetenten Prinzessin Peach (Anya-Taylor Joy). Aber die bunte Pilz-Welt sieht sich mit einer großen Gefahr konfrontiert: Der fiese Schildkröten-König Bowser (Jack Black) will seine Macht ausweiten und das Königreich zerstören. Als er von Luigi getrennt wird, muss Mario mit Hilfe des etwas tollpatschigen Pilzes Toad also nicht nur Bowser zurückschlagen, sondern im selben Moment auch noch seinen verschwundenen Bruder wiederfinden.