Der Super Mario Galaxy-Film zeigt Prinzessin Daisy und Fox McCloud in seinen Post-Credit-Szenen sowie zahlreiche Cameos von Super Smash Bros.-Charakteren. Fox McCloud, gesprochen von Glen Powell, spielt eine Schlüsselrolle, indem er Mario und seine Verbündeten im Weltraum unterstützt. Der Film enthält 13 Anspielungen auf Smash Bros.-Kämpfer sowie eine weitere im Abspann.
Fox McCloud begegnet Mario, Luigi, Peach und Yoshi, die im Weltraum gestrandet und von unbekannten Charakteren umgeben sind. Der Star Fox-Pilot, der sein Arwing-Raumschiff steuert, schließt sich ihrem Kampf gegen Bowser und Bowser Jr. an, ergänzt durch eine Rückblende mit Falco Lombardi, Slippy Toad und Peppy Hare. In der ersten Post-Credit-Szene transportieren Fox und ein Toad den besiegten Bowser, nun in seiner Dry Bowser-Form, sowie Bowser Jr. zu einem verlassenen Gefängnis, untermalt von Star Fox-Musik. Mario-Klassiker wie Donkey Kong treten früh auf, während Luigi im finalen Kampf mit Bowser Jrs. magischem Pinsel Mr. Game & Watch herbeiruft. R.O.B., gesprochen von Ed Skudder, hat einen Cameo-Auftritt, ebenso wie Captain Olimars S.S. Dolphin-Schiff, das an einem Weltraumbahnhof mit Pikmin beladen ist. Weitere Anspielungen umfassen einen Kampf zwischen Birdo und Peach in einem Casino, Horden von angreifenden Ninji sowie Baby-Versionen von Mario, Luigi und Peach in Schlüsselszenen. Prinzessin Daisy erscheint in der letzten Post-Credit-Szene, was durch Luigis früheren Wunsch nach einer eigenen Prinzessin angedeutet wurde. Sie trat erstmals 1989 in Super Mario Land als Herrscherin von Sarasaland auf und bildet oft ein Paar mit Luigi.
