ある日、突然体が丸く膨れコロコロと転がり続ける奇病｢メタコロ病」がキノコ王国のキノピオ達に流行。この事態を救うべく、ピーチはスターの精やマリオとルイージも招集しての会議を開く。その会議の最中、自分が呼ばれなかったことに腹を立ててピーチを攫いに来たクッパが乱入するも、マリオに返り討ちにされる。
返り討ちに遭ったクッパは、森の中にいた怪しい商人から奇妙な色をした「ラッキーキノコ」なるものを渡される。あまりの怪しさに初めは敬遠していたが、それを食べれば劇的にパワーアップできるという言葉を聞き、マリオに勝利したいという思いからクッパはそれを口にしてしまう。
会議の結果、「キノコ王国民では無い男から『メタコロキノコ』というキノコを貰い、それを食べた」ことしか患者の共通点が無く、スターの精の代表・イエロースターにも対処法が分からないため、マリオとルイージがその人物を懲らしめ、解決方法を探るための旅に出ることになった。しかし突然、様子がおかしいクッパが現れ、その場にいた人々を掃除機のように1人残らず吸い込んでしまった。クッパは皆を吸い込んだ後気絶し、ゲラコビッツの命令を受けたメタボスによってどこかへ連れて行かれてしまう。かくして、マリオとルイージはクッパの体内で行方知れずになったピーチ姫たちと合流して何とか脱出するために、クッパはゲラコビッツに奪われたクッパ城を奪還し、あわよくばピーチ姫とキノコ王国を奪うための冒険に出る。