総統閣下はなんとしても新衣装マチタンを引きたいそうです

ブルックリンで配管工業を営むマリオとルイージの双子の兄弟は、「スーパーマリオブラザーズ」と銘打ってラップソングのような自分達のCMを作るが、なかなか仕事が上手くいかず頭を悩ませていた。そんな時、マンハッタンの地下の配水管が破損し、市街地で洪水が発生。テレビのニュースでそれを知ったマリオ達は、配水管を修理すべく地下の下水道に降りるが、謎の土管に吸い込まれ異空間で離れ離れになってしまう。マリオが意識を取り戻すと、そこは巨大なキノコが沢山生えた不思議な世界だった。マリオはそこで、この世界の住人だというキノピオと出会い、ここがキノコ王国で、ダークランドの大魔王クッパがキノコ王国を滅ぼすために迫ってきているという話を聞く。そして、彼の案内でプリンセスがいるという城に向かうことにする。一方のルイージは、ダークランドに落ちてしまい、逃走もむなしくクッパの手下のヘイホー達に捕まってしまう。ピーチ城では、キノコ王国の王女ピーチ姫が、キノコ王国に迫っているクッパ軍団を迎え撃つ準備をしていた。ピーチはコング族と同盟を結ぶべくジャングル王国に向かおうとするが、そこでキノピオと共に到着したマリオと出会う。マリオにルイージを救うために手を貸してほしいと要請されると、ピーチは訓練用のコースでマリオの腕試しを行うことにする。マリオはピーチからパワーアップアイテムのスーパーキノコを受け取り、何度失敗しても諦めずコースのクリアを目指す。ピーチはその心意気を認め、マリオとキノピオと共にジャングル王国に向かう。マリオとピーチはジャングル王国で国王のクランキーコングと接見するが、クランキーは同盟を結ぶのを渋り、闘技場で無敗を誇る息子のドンキーコングを倒せたら同盟を結ぶと条件を付ける。マリオはドンキーとの対決に挑み、圧倒的な力の差を見せつけられる。さらに、パワーアップアイテムだと思って口にしたマメキノコで小さなマメマリオになってしまい、窮地に陥る。しかし、それでも何度やられても諦めずに立ち向かい、パワーアップアイテムのスーパーベルでネコマリオに変身したことで形勢を逆転し、ドンキーに勝利する。コング族と同盟を結んだマリオ達は、クッパ軍団を迎え撃つため、コング族の兵達と共にカートでレインボーロードを走り、急いでキノコ王国に向かう。しかし、そんなマリオ達の元に、既にクッパ軍団の魔の手が迫っていた。

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