Podczas pracy przy naprawianiu wodociągu, hydraulicy z Brooklynu Mario (głos Chrisa Pratta) i brat Luigi (głosu udzielił Charlie Day) zostają przeniesieni do magicznego świata. Niestety bracia zostają rozdzielni i Mario musi wyruszyć na wyprawę pełną przygód, aby znaleźć Luigiego. Z pomocą Toada ( głos Keegan-Michael Key) oraz księżniczki Peach (głos Anya Taylor-Joy) Mario zdobywa własną moc.
W filmie Super „Mario Bros. Film” głosów udzielają również: Jack Black (seria Jumanji) jako Bowser, Seth Rogen (Fabelmanowie) jako Donkey Kong, Fred Armisen jako Cranky Kong, Kevin Michael Richardson jako Kamek i Sebastian Maniscalco jako Spike, a także usłyszymy głos Charlesa Martineta, który przez ponad 30 lat podkładał głosy postaciom Mario i Luigiego w grach Super Mario.
Film reżyserują: Aaron Horvath i Michael Jelenic (współpracownicy przy filmach z serii Młodzi Tytani. Akcja. Film), na podstawie scenariusza Matthew Fogela (Minionki: Wejście Gru).
Animacja została wyprodukowana przez Chrisa Meledandri z Illumination („Minionki”) oraz Shigeru Miyamoto z Nintendo.