Dopo il trionfo a Brooklyn e nel Regno dei Funghi, Mario e Luigi vengono trascinati in una missione intergalattica. Quando una misteriosa forza cosmica rapisce intere galassie, i fratelli idraulici si alleano con Rosalinda e i suoi fedeli Luma per viaggiare tra i pianeti e fermare un Bowser che ha acquisito poteri divini grazie alle Superstelle. La sfida si sposterà su piattaforme a gravità invertita e mondi onirici per salvare l'intero universo.
Il film esplora il tema del destino e dell'immensità dell'ignoto, contrapponendo la piccolezza degli eroi alla vastità del cosmo. Analizza inoltre il senso di famiglia allargata e la protezione delle "luci" (i Luma) contro l'oscurità dell'ambizione sfrenata, rappresentata da un Bowser mai così minaccioso.
Seguito dell'enorme successo del 2023, il film eleva l'estetica dell'animazione Nintendo-Illumination a livelli spaziali. La regia sfrutta le iconiche meccaniche di gravità del videogioco originale per creare sequenze d'azione spettacolari e visivamente creative, arricchendo il mondo di Mario con una componente emotiva più profonda legata alla storia di Rosalinda.
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