演员倪虹洁,代表作《全民目击》《蓝色骨头》《摩天大楼》《爱情神话》,曾获得第8届罗马国际电影节最佳女主角奖提名,主演电影《爱情神话》曾入围第27届釜山国际电影节,其中她对格洛瑞亚这一角色丝丝入扣的演绎和突破自我的表达打动了无数观众,赢得了大众的喜爱。除了两位水管工兄弟,游戏中的经典角色也在电影中亮相。碧姬公主作为蘑菇王国意志坚定的统治者,在片中对马力欧进行了严酷的作战训练,以帮助后者挖掘自身潜力。喜剧演员杰克·布莱克、塞斯·罗根则为片中的大反派酷霸,以及“搞笑担当”大猩猩咚奇刚配音。值得一提的还有,为游戏中的马力欧和路易吉兄弟配音长达三十余年的查尔斯·马丁内斯,也在片中友情客串。