Der exklusive Abenteuermodus für den DS enthält eine Geschichte, in der Dr. Eggman und Bowser das Eis schmelzen, das für die Olympischen Spiele benötigt wird. Um die Dinge wieder ins Lot zu bringen, müssen Mario & Sonic zu verschiedenen Orten reisen, mit den Bewohnern sprechen und Herausforderungen lösen. Diese bestehen aus Sport-Minispiel mit bestimmten Siegbedingungen. Das Spielen dieses Modus schaltet auch die Traumevents frei. Neben diesem Modus können die Spieler entscheiden, ob sie in den Party-Modus eintreten oder die Spiele separat spielen möchten, entweder in einem benutzerdefinierten Turnier. Alle Modi außer dem Abenteuermodus sind auch für bis zu vier Spieler verfügbar.
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