Tras la destrucción del Metroid en el incidente SR-388, Samus Aran aparentemente transportó al joven Metroid a la colonia espacial Ceres y se quedó allí mientras los científicos examinaban al joven Metroid. Los científicos descubrieron que los poderes del Metroide podían utilizarse en beneficio de la humanidad. Samus dejó al bebé a su cuidado y abandonó Ceres en busca de una nueva presa.
Sin embargo, poco después, Samus interceptó una llamada de socorro de Ceres y volvió inmediatamente a investigar.
Después de explorar la colonia espacial, Samus encontró los cuerpos de los científicos en la sala donde se había colocado la cápsula Metroid en el tubo. El tubo estaba roto y vacío. Mientras Samus continuaba su investigación, se encontró con Ridley de nuevo y lo encontró sosteniendo una cápsula de bebé. Samus luchó desesperadamente contra Ridley, pero se vio superada por él y huyó de la estación con la niña en brazos.
En ese momento comenzó la cuenta atrás y Samus tuvo que escapar con sólo 60 segundos de margen antes de que la estación fuera destruida. Samus volvió rápidamente a su nave espacial y siguió a Ridley hasta el cercano planeta Zebes.
Al llegar a Zebes, Samus descubre que la base de los Piratas Espaciales que destruyó la última vez había sido reconstruida durante su estancia en la serie Metroid Prime. Algunas partes de la superficie zebesiana, la Crateria, habían sido incorporadas al Turian (Viejo Turian) de Metroid, y la sala de control de Mother Brain también se encontraba allí, por lo que es muy probable que estas zonas sean los restos de la base original de los Piratas Espaciales.
Samus sufre una emboscada por parte de un grupo de zebesianos resucitados y se dispone a encontrar al joven Metroid para impedir que los piratas espaciales utilicen sus poderes. Como en el juego anterior, Samus se ve obligada a sumergirse en las numerosas cavernas del planeta para acabar con los piratas espaciales. Esta vez, sin embargo, debe derrotar a cuatro jefes para entrar en el planeta Turian. Crade, el lagarto obeso que es el guardián de Turian y habita en la mayor parte de Brinstar; Fantoon, la criatura fantasmal que controla el naufragio y da poder a Mother Brain; Draygon, el monstruo crustáceo que habita en el laboratorio pirata de Maridia y gobierna Norfair desde su propio nido. Ridley, que gobierna Norfair desde su guarida, debe ser derrotado para entrar en Turian.
Tras derrotar a los cuatro jefes y descubrir al Moktoroid, un clon del Metroid, Samus lucha en Turian y se encuentra con las larvas del Metroid recién engendradas. Después de destruir todo a su paso, Samus se encuentra con el mayor Metroid de todos. Nada más atacar al gigantesco Metroid, el traje de energía de Samus se redujo a una unidad. Sin embargo, Samus parecía saber que este Metroid gigante era un bebé.
Tras la marcha de los Metroid, Samus restauró la energía de su traje y se enfrentó a Mother Brain. Después de destruir la cápsula de control y causar suficiente daño, la Madre Cerebro se unió al gigantesco cuerpo mecánico y comenzó la batalla final. Durante el combate, Mother Brain disparó repetidamente ataques cerebrales láser contra Samus, dejándola moribunda e incapaz de levantarse. Pero antes de que pudiera asestar el golpe final, el gigantesco meteoro que había visto antes atacó repentinamente a Mother Brain, agotando su energía y dejándola gris y encogida contra la pared como si estuviera sin vida.
El Metroid Gigante se unió a Samus, suministrándole la energía que le había sido drenada, y la elevó en el aire (como en la introducción de Metroid Other M). Sin embargo, la Madre Cerebro se recuperó rápidamente y comenzó a disparar al bebé, debilitándolo hasta que se alejó flotando de Samus. El golpe final del ataque del Cerebro Láser (que también fue recreado en Another M) destruyó al bebé demonio, y sus restos cayeron sobre Samus.
Con la energía del cerebro madre, Samus disponía ahora del hiperrayo. Con el hiperrayo en la mano, Samus vengó al niño caído destruyendo a Mother Brain con facilidad y cayendo al suelo aplastada. Esto reinició la cuenta atrás y Samus pudo escapar por el pozo de emergencia de la base original tres minutos después. En el camino, rescató a tres Etuons y dos Dakoras que había conocido en Brinstar. Llegó a tiempo a la cañonera, despegó y vio cómo el planeta se hacía añicos y explotaba bajo la luz brillante.
La organización de piratas espaciales había desaparecido, pero la oportunidad de utilizar el Metroid para el bien de la humanidad se había perdido para el universo. El hogar de Chozo, Zebes, se perdió para siempre, y Samus se deprimió por la pérdida de su bebé.
A continuación te mostramos el walkthrough completo de Super Metroid para que no te pierdas ni un detalle de principio a fin: