马里奥（克里斯帕拉特ChrisPratt配音）和路易吉（查理戴CharlieDay饰）是生活在布鲁克林的两名水管工，他们刚刚成立了自己的小公司，但很显然，他们的家人并不完全支持兄弟两人的这份事业。某日，在工作中，马里奥和路易吉被水管吸入到了一个光怪陆离的世界之中，两人在旅途中被迫分开，马里奥来到了由桃花公主（安雅泰勒-乔伊AnyaTaylor-Joy配音）统治的蘑菇国，而路易吉则不幸的被传送到了由酷霸王（杰克布莱克JackBlack配音）统治的库巴国。
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