En la primera película, Bowser fue un villano espectacular interpretado por Jack Black, pero fue derrotado. Para una secuela espacial, el villano no puede ser el mismo.

El motor de la trama es el secuestro de la princesa Rosalina, una poderosa hechicera cósmica y protectora de los Lumas, unas criaturas estelares que la consideran su "mamá". Al inicio de la película, Bowser Jr., el hijo del gran villano y ansioso por liberar a su padre, que se encuentra encogido y cautivo, irrumpe en el Observatorio del Cometa y se lleva a Rosalina.