Mario e Luigi recebem um convite da princesa Peach para participar de um festival de origami e se apressam com entusiasmo para Toad Town... mas algo está errado.
Depois de investigar a cidade estranhamente vazia, a dupla encontra uma temível (e dobrada) princesa Peach crying ela foi transformada em origami pelo rei Olly, governante do Reino Origami! Com cinco serpentinas gigantes sob seu controle, o rei Olly liga o castelo da princesa Peach e o transporta para uma montanha distante, como parte de seu plano de voltar a dobrar o mundo.
Em sua jornada para libertar o Castelo de Peach e reparar a paisagem de papel devastada, Mario conhece Olivia, irmã do rei Olly, e os dois se unem para acabar com o ataque de origami de Olly.
Até Bowser é vítima da trama de Olly quando seus lacaios são transformados em soldados dobrados de origami e traem seu rei Koopa, forçando-o a se aliar a Mario e Olivia!