斯凱普林管道公司在挖掘地下時偶然打通了兩個世界的通道，讓馬里奧（鮑勃·霍斯金斯飾）和魯基（約翰·雷吉扎莫飾）兄弟進入由庫帕（丹尼斯·霍珀飾）統治的平行世界。庫帕利用能操控生物進化與退化的機器制造混亂，其野心因隕石碎片的能量得以實現。為阻止庫帕吞噬兩個世界的計劃，被囚禁的戴西（薩曼莎·瑪西絲飾）成為維系世界平衡的關鍵。兄弟倆憑借管道工的專業技能穿梭于地下迷宮，通過操作復雜機械和改造地形協助戴西奪取隕石碎片。最終馬里奧正面牽制庫帕的變異軍團，魯基則破解核心裝置，使戴西成功復原其父——統治該世界的前國王，并中和隕石碎片的失控能量。庫帕在機器反噬下被徹底擊敗，兩個世界恢復生態平衡與和平秩序。