Ker je važno sodelovati in ne zmagati sta nekdanja rivala Mario in Sonic pozabila na razprtije in se skupaj podala na tokijske olimpijske igre. Z njima pa sta tja prišli še njuni bandi od Bowserja in Yoshija na Mariovi strani do Tails in Amy Rose na Sonicovi. Edina uradna igra poletne olimpijade vsebuje številne domišljijske izpeljanke uradnih olimpijskih disciplin narejene tako v 3D kot 2Dgrafiki. Vse podpirajo večigralstvo udejstvovanje po spletu ali lokalno na razdeljenem zaslonu.