Für "Der Super Mario Bros. Film" tat sich Spieleentwickler Nintendo mit der Firma Illumination zusammen, einem der derzeit gefragtesten Animationsstudios. Auf das Konto des 2007 gegründeten Unternehmens geht unter anderem die beliebte "Ich – Einfach unverbesserlich"-Reihe, aus der auch die "Minions"-Ableger hervorgingen. Inszeniert wurde der Film über den Gamehelden Mario von Aaron Horvath und Michael Jelenic, die zusammen bereits das Drehbuch für den Zeichentrickstreifen "Teen Titans Go! To the Movies" (2018) geschrieben hatten.
In "Der Super Mario Bros. Film" gelangen Mario und Luigi bei Klempnerarbeiten in Brooklyn unverhofft in das unterirdische Königreich der Pilze von Prinzessin Peach. Nachdem sie zahlreiche Gefahren und Herausforderungen gemeistert und den Schurken Bowser besiegt haben, lassen sich die Brüder am Ende in der magischen Welt nieder. Viel Zeit zum Ankommen bleibt ihnen jedoch nicht, denn schon bald müssen sie zu ihrer nächsten Mission aufbrechen.
Am Anfang von "Der Super Mario Galaxy Film" steht ein mysteriöser Hilferuf, der offenbar mit der unerforschten Vergangenheit von Prinzessin Peach zusammenhängt. Mario und Luigi, die sich dieses Mal mit einem grünen Wesen namens Yoshi anfreunden, begeben sich auf eine Reise in die Weiten des Alls und quer durch die Galaxie. Unterwegs machen sie Bekanntschaft mit einer Prinzessin namens Rosalina und bekommen es erneut mit ihrem Erzfeind Bowser zu tun. Der wird unterstützt von seinem Sohn Bowser Jr.
Neben dem Regieduo Horvath und Jelenic kehrt für das Sequel auch Drehbuchautor Matthew Fogel zurück. Grundlage des zweiten Teils ist nicht nur das allgemeine Mario-Universum von Nintendo. Ganz konkret basiert der Film auf dem 2007 veröffentlichten Videospiel "Super Mario Galaxy" und dessen Nachfolger "Super Mario Galaxy 2". Zum prominent besetzten originalen Sprecher-Cast um Chris Pratt (Mario), Charlie Day (Luigi), Anya Taylor-Joy (Prinzessin Peach) und Jack Black (Bowser) stoßen in "Der Super Mario Galaxy Film" unter anderem Oscar-Preisträgerin Brie Larson (Prinzessin Rosalina), Donald Glover (Yoshi) und Benny Safdie (Bowser Jr.) hinzu.