银河2》的制作人林田宏一负责本次《超级玛利欧3D乐园》的制作。本作的音乐由早崎明日香、横田真人、乡原繁利和哈马武史负责编曲。本作的开发总时长超过两年，而开发团队的规模也从最早的2个人到最后的30人《超级玛利欧3D乐园》最早被曝光是在2010年11月，宫本茂宣佈有2D和3D的玛利欧系列游戏给3DS正在开发中。《超级玛利欧3D乐园》是其中一款3D游戏。《3D大陆》的呈现方式及玩法将会介于《超级马里奥64》和《超级马里奥银河》之间。在2011年的游戏开发者大会（GDC）主题演讲上，岩田聪公布了本作的LOGO并承