65 triệu năm trước, Thiên thạch khổng lồ đâm vào Trái đất. Nhưng loài khủng long không bị tuyệt chủng mà náu mình trong một chiều không gian khác, phát triển, tiến hóa thông minh như con người hiện đại.
Câu chuyện tiếp diễn vào thời hiện đại, hai anh chàng thợ sửa ống nước Mario và Luigi kết bạn với nhà khảo cổ Daisy. Dưới lòng thành phố hiện đại, Daisy mới phát hiện ra hóa thạch khủng long... Cô bất ngờ trở thành con tin của vua Koopa, hoàng đế vương quốc Dinohattan, đang tìm cách cứu vương quốc khỏi cơn khủng hoảng nước trầm trọng.
