เมื่อโนบิตะและผองเพื่อนพบกับยานอวกาศลึกลับที่ตกลงมายังโลก พร้อมกับคำขอร้องจากสิ่งมีชีวิตต่างดาวให้ช่วยปกป้องดวงดาวจากการรุกรานของจักรวรรดิปีศาจ โดราเอมอนจึงงัดวิเศษ “เข็มกลัดตะลุยอวกาศ” และอุปกรณ์ล้ำสมัยต่างๆ นำทีมเพื่อนรักออกเดินทางข้ามกาแล็กซีเพื่อเผชิญหน้ากับอันตรายครั้งใหญ่ในจักรวาลที่กว้างใหญ่ไพศาล ท่ามกลางมิตรภาพที่ถูกทดสอบและความกล้าหาญของเด็กชายที่ขี้แยที่สุดในโลก