Как и в большинстве игр с Марио, сюжет минимален и служит лишь для того, чтобы обусловить путешествие Марио.

В Super Mario Bros. 3 Марио и Луиджи спасают семь королевств семи миров, которые граничат с Грибным королевством. У каждого короля один из Купалингов украл волшебную палочку, превратив её владельца в какое-либо животное. Братьям Марио необходимо пройти семь миров, в каждом из которых пробиться к воздушным кораблям Купалингов и вернуть палочки королям.

Однако, как Марио узнаёт в конце 7-го мира, все эти нападения были отвлекающим манёвром и должны были задержать его, пока Король Боузер Купа организовал и провернул похищение Принцессы. Теперь Марио предстоит в очередной раз спасти Принцессу.