在宇宙的某一边，比利嘉星的军方发动政变，原政府官员为保护大总统巴比，便强迫他搭上逃往远方的太空船。大雄因为搞砸科幻电影的拍摄被小夫与胖虎责骂，于是多啦A梦拿出法宝让大雄自己拍电影。在拍摄过程中静香的兔子玩偶失踪了，后来在大雄家被发现，晚上多啦A梦以为有老鼠而大吵大闹，结果意外发现比利嘉星巴比逃到大雄家来。听过巴比的讲述后，大雄与多啦A梦决定帮助他，也找来小夫、胖虎与静香协助。然而比利嘉星情报机构「PCIA」得知情报趁着大雄他们外出的空档抓走静香做为人质，要巴比自身来交换，并且带走缩小电筒让大雄等人无法恢复原状，不顾大家反对的巴比秘密离开让自己被抓走换回静香。当大家知道巴比将会被送回星球审判然后处死时，便搭上巴比的太空船前往比利嘉星。途中遭遇「PCIA」的攻击而找到位在行星环上的自由同盟基地，大雄跟多啦A梦与胖虎为了联络星球上的反抗组织搭乘遥控战车潜入比利嘉星。但稍早行动中的无人战斗艇在被击毁时，释放了窃听器附在战车上，所有行动的情报已经完全被「PCIA」得知。大雄三人与反抗组织被抓住，自由同盟基地也遭到攻击。在一切混乱的当下小夫感到非常害怕而躲起来，但是静香决定前去救援大雄等人，小夫被静香的勇气感动也驾驶战车跟随。当两人到达比利嘉星时巴比、大雄等人正要被枪决，这个时候静香两人的战车被「PCIA」击中落海。正当一切危急时缩小电筒的效用失去，让大雄等人恢复原状得以救走巴比，静香小夫也顺利从水中逃脱。接着大雄一行人利用巨大身形打倒了「PCIA」，这时基尔摩亚将军企图逃亡但被反抗组织与民众拦下，比利嘉星恢复和平。