Le scénario du jeu est similaire à celui des autres jeux de plates-formes de la série Super Mario. Mario doit sauver la princesse Peach en combattant les sbires de Bowser. Il a pour cela accès à différents power-ups, comme le Méga Champi, la Fleur de Feu ou l'étoile d'invincibilité, chacun d'entre eux lui donnant des capacités différentes. Après avoir parcouru les huit mondes, pour un total de 80 niveaux, Mario doit vaincre Bowser Jr. puis Bowser pour finalement sauver Peach.
New Super Mario Bros. a été très bien reçu par la presse spécialisée, bien que certaines critiques aient regretté la simplicité du jeu et ses similitudes avec les épisodes précédents. Il a recueilli de nombreuses récompenses, dont celles du « Jeu du Mois » de la part de Game Informer et d'EGM et l'Editors' Choice Award de GameSpot et IGN. Au Japon, le jeu a battu le record de ventes au démarrage pour un jeu sur Nintendo DS. Dans le monde entier, il s'est vendu à 30,80 millions d'exemplaires jusqu'en , faisant de lui le jeu le plus vendu sur Nintendo DS.