DESPUÉS DE SALVAR EL MUSHROOM KINGDOM, LOS HERMANOS MARIO Y LUIGI ACUERDAN IRSE DE VACACIONES A UN LUGAR LLAMADO «DINOSAUR LAND», DONDE HABITAN DIVERSOS TIPOS DE DINOSAURIOS. MIENTRAS DESCANSABAN EN LA PLAYA, SIN EMBARGO, LA PRINCESA TOADSTOOL DESAPARECE. CUANDO MARIO Y LUIGI DESPIERTAN, ELLOS INTENTAN ENCONTRARLA, Y DESPUÉS DE HORAS DE BÚSQUEDA, SE TOPAN CON UN HUEVO GIGANTE QUE YACÍA EN UN BOSQUE. DE REPENTE, ÉSTE ECLOSIONA Y DE ÉL SALE UN JOVEN DINOSAURIO LLAMADO YOSHI, QUIEN LES DICE QUE SUS AMIGOS DINOSAURIOS TAMBIÉN FUERON ENCERRADOS DENTRO DE HUEVOS POR UNAS «TORTUGAS MALIGNAS». MARIO Y LUIGI PRONTO SE DAN CUENTA DE QUE EL RESPONSABLE DE ESTOS ACTOS DEBE SER EL «MALVADO REY KOOPA» BOWSER, JUNTO CON SUS HIJOS, LOS «KOOPALINGS». MARIO, LUIGI Y YOSHI SE DISPONEN A SALVAR A LA PRINCESA TOADSTOOL Y A LOS AMIGOS DINOSAURIOS DE YOSHI, EXPLORANDO LA «DINOSAUR LAND» PARA DERROTAR AL REY KOOPA Y A LOS KOOPALINGS. PARA AYUDAR A LOS PROTAGONISTAS, EL PEQUEÑO DINOSAURIO VERDE LES REGALA UNA CAPA A MEDIDA QUE COMIENZAN SU TRAVESÍA. AMBOS PERSONAJES CONTINÚAN SIGUIENDO EL RASTRO DE BOWSER, DERROTANDO A LOS HIJOS DEL MALVADO REY DURANTE EL PROCESO, Y RESCATANDO DE PASO, A TODOS LOS AMIGOS DE YOSHI. ELLOS FINALMENTE LLEGAN AL CASTILLO DE BOWSER, DONDE ELLOS LO CONFRONTAN EN UNA BATALLA FINAL. CONSECUENTEMENTE, LOS HERMANOS DERROTAN AL REY KOOPA Y SALVAN A LA PRINCESA, RESTAURANDO ASÍ DE NUEVO LA PAZ EN «DINOSAUR LAND».