Filmen fortæller historien om to blikkenslagere fra Brooklyn, som er brødre og bedste venner: Mario, den modige, der altid er klar, og den evigt ængstelige Luigi, der helst vil blive, hvor han er. Det hele starter med at Super Mario brødrerene må se i øjnene at det går dårligt for deres VVS-forretning, hvilket bringer dem ud i et stormfuldt eventyr gennem Svampekongedømmet.