Questo gioco si svolge in un sistema solare binario chiamato sistema Lylat, abitato da razze di animali simili a esseri umani (ad es. volpi, rane, cani, uccelli, conigli, scimmie antropomorfe, ecc.). Contiene i pianeti Corneria e Venom, che rappresentano rispettivamente il bene e il male. Durante il corso del gioco si possono visitare molti altri pianeti, cinture di asteroidi, stazioni spaziali, ecc., mentre si procede. La strada che il giocatore sceglie influisce sui luoghi che incontrerà. Andross, uno scienziato, si è rifugiato sul pianeta Venom dopo essere stato esiliato dal pianeta Corneria, e ha ora dichiarato guerra a Corneria e scatenato un enorme esercito per seminare il caos nel sistema Lylat. Il generale Pepper, l'ufficiale comandante delle forze di difesa di Corneria, ha deciso di inviare un prototipo di caccia ad alte prestazioni chiamato l'Arwing. Tuttavia, non avendo tempo per addestrare i piloti dei nuovi caccia, convoca l'élite della squadra mercenaria Star Fox per sconfiggere Andross. Fox McCloud, il leader della squadra, è accompagnato dai suoi compagni Falco Lombardi, Peppy Hare e Slippy Toad.