В совершенно новом двухмерном сайд-скроллинговом приключении Марио и Луиджи возвращаются спустя почти пятнадцать лет. Это первая традиционная игра Mario Bros. со времен Super Mario World. Модели персонажей отображаются в 3D в реальном времени, что позволяет использовать гораздо большее количество движений, чем когда-либо в играх Mario Bros. Кроме того, поскольку игра вышла на DS, сенсорный экран позволяет игрокам сохранять дополнительные бонусы и просматривать расстояние, которое еще предстоит пройти на уровне. Боузер и Боузер-младший похитили принцессу Пич, и, конечно же, Марио и Луиджи должны спасти ее и разобраться с нарушителями порядка. В игре восемь новых миров, как и в Mario 3: равнина, пустыня, тропический остров, лес, лед, горы, небо и логово Боузера. В восьми мирах восемьдесят различных уровней, а также множество секретов, которые можно найти только при тщательном исследовании. Братьям предстоит собрать множество новых бонусов (например, мега-гриб и ракушку Koopa).