Super Mario Galaxy es el último título dado a conocer de la saga Super Mario. El videojuego fue anunciado por primera vez en la conferencia de prensa del E3 de Nintendo el 9 de mayo de 2006. Por las características del mando de Wii, ahora Mario puede hacer nuevas maniobras nunca vistas en otros juegos de la misma saga.
Esta es la tercera aventura 3D después de los títulos Super Mario 64 y Super Mario Sunshine, y su consola de aparición (Wii) es la segunda sin recibir en su lanzamiento un título de Super Mario.
Cada cien años, un cometa pasa por el cielo del Reino Champiñón. En cierta ocasión, el cometa fue tan grande que cubrió el cielo y dejó caer una gran cantidad de estrellas fugaces. Los Toad las recogieron y las llevaron al castillo. Allí las estrellas se convirtieron en una gran Superestrella. Ése debería haber sido un momento muy feliz para los habitantes del Reino Champiñón, ya que se celebraba el Festival de las Estrellas, el cual ocurría una vez cada cien años...
Querido Mario:
En la noche del Festival de las Estrellas, te espero en el castillo. Quiero darte algo.
Peach
Ya por la noche, Mario se dirige al Reino Champiñón y ve a muchos de sus amigos. Pero Bowser aparece con unos barcos, lanzando balas y meteoritos al Reino, destruyendo todo a su paso, dirigiéndose al castillo de Peach. Bowser la invita a la creación de su nueva galaxia. El malvado invocará a un vehículo espacial para marcharse.
Mario llega a la fortaleza, mientras que el artilugio lanza sus rayos para separar el castillo de la tierra. Los barcos lanzan agarraderas, llevándose el castillo y a Mario al espacio. Cuando Mario logra pararse, aparece Kamek, que le lanza un rayo de su varita, enviando al fontanero a la Tierra. Sin embargo, caerá en un planeta extraño.
De pronto aparece una misteriosa dama llamada Princesa Rosalina (Estela en la versión española, Rosetta en la versión japonesa) la observadora de las estrellas. Ella le explica que necesita recolectar estrellas para derrotar a Bowser y le otorga a Mario un Destello, un ser estelar, que le permite dar un Giro que aturde enemigos y rompe cristales.
Después de obtener la primera Maxiestrella, Princesa Rosalina/Estela lleva a Mario al Planetarium del Cometa, un observatorio que vigila las galaxias, su hogar y el de los Destellos. Allí Mario debe viajar a las Galaxias obteniendo estrellas.
Luego de tener 60 estrellas, el Planetarium se verá capacitado para viajar al Centro del Universo, donde Bowser y la Princesa estarán esperándole. Bowser revela que su plan es construir un Imperio galáctico siendo él su rey y Peach su reina. Mario derrota al Rey de los Koopas en una épica batalla, rescatando a Peach. Regresando al Planetarium, el sol de la Galaxia de Bowser explota, creando un agujero negro supermasivo, succionando al Universo entero, resultando en un Big Bang.
Después de ser tragado por el agujero negro, Estela se le aparece a Mario, diciéndole que las Estrellas nunca mueren, se transforman en polvo de estrellas que se reparten por el Universo, y que después de un tiempo se reúnen y se transforman en Destellos. La escena se corta con Mario, Peach y Bowser despertando en el Reino Champiñón viendo a sus amigos y enemigos celebrando. El juego termina con Mario diciendo "Welcome, welcome new Galaxy!" ("Bienvenida... ¡Bienvenida nueva galaxia!), mientras la cámara se aleja para mostrar variados planetas por los que Mario ha recorrido. Esto implica que los Destellos crearon un nuevo Universo después que el anterior fuera destruído. Rosalina/Estela ve ésto y dice "Gracias, seguiré velando por vosotros desde el firmamento" y se retira. Luego, se muestra un planeta lleno de hongos con una nave oxidada y rota, de ahí aparece el Destello de Mario, saludando a la pantalla.