Daisy, una joven Paleontóloga. se encuentra en serios aprietos cuando su excavación Queda inundada. Mario y Luigi, dos Peculiares fontaneros de Brooklyn, acuden en su ayuda. Pero la situación da un giro inesperado... Daisy es secuestrada y arrastrada a un misterioso túnel que conduce a una dimensión paralela habitada por seres inteligentes que han evolucionado a partir de los dinosaurios. Sin Pensárselo dos veces, los dos valientes hermanos atraviesan el portal interdimensional y se embarcan en la aventura de sus vidas.

Para rescatarla, Mario y Luigi deberán enfrentarse a los mortíferos planes del diabólico rey lagarto Koopa, combatir a gigantescos Goombas reptilianos.