В подвалах Грибного замка Марио находит древние часы, способные перемещать во времени. Случайно активировав их, он попадает в прошлое — за 30 лет до его рождения. Там он встречает юного Боузера, который ещё не стал злодеем, а только мечтает о признании, и маленькую Принцессу Пич, которая учится петь. Марио узнаёт, что в этом времени скрыт артефакт «Сердце Времени», который может уничтожить королевство, если попадёт в неправильные руки. Вместе с молодыми версиями своих врагов и друзей он должен предотвратить...