Tớ tin chắc rằng có người sống trên mặt trăng. Tớ sẽ chứng minh điều đó!" Quyết tâm thực hiện bằng được kế hoạch sau khi hùng hồn tuyên bố với cả lớp, Nobita cầu cứu đến sự trợ giúp của Doraemon. Nhờ bảo bối "Huy hiệu câu lạc bộ Dị Thuyết", cả nhóm, có thêm sự có mặt của một cậu bạn mới chuyển trường, đã đặt chân đến một hành tinh hoàn toàn mới lạ và kì bí tại Mặt trăng
một con rối được tạo ra bởi một người đàn ông để chăm sóc cho người vợ ốm yếu của mình. Sau cái chết của cô Palme trở nên tê liệt với nỗi buồn, đó là, cho đến khi một người phụ nữ đang mím xảy ra để vượt qua con đường với Palme và sáng tạo của mình và yêu cầu họ cung cấp một cái gì đó quý giá đến một nơi thiêng liêng gọi là Tama.
Phim lấy đề tài những năm 1960 sau chiến tranh ở Nhật để viết nên một lịch sử khác, nơi mà một lực lượng siêu cảnh sát được thành lập để chống lại các phần tử khủng bố. Tồn tại bên trong lực lượng siêu cảnh sát đó là một đội ngũ hoạt động độc lập được gọi là Wolf Brigade (Lữ đoàn sói). Nhân vật chính Fuse là một người thuộc lực lượng đó, trong một lần làm nhiệm vụ anh đã chứng kiến cảnh 1 cô gái tự giật nổ quả bom ngay trước mặt mình.
Nobita phát hiện một chú chó hoang, và kết bạn với cậu ta. mang chú cún về nhà, giấu cha giấu mẹ nuôi và đặt tên chú ta là Ichi. Sau đó Ichi gọi được thêm một chú mèo khá dễ thương về làm mọi chuyện nhanh chóng bị bà Tamako phát hiện. Không còn cách nào khác, Doraemon và Nobita đưa cả đàn chó mèo bị bỏ trên núi về thời tiền sử thuộc kỷ Permy
Nôbita đi lạc vào một đám mây màu hồng huyền ảo, sau đó cậu và Đôrêmon được đưa vào một thế giới động vật khác lạ. Ở đó họ cứu được Xita – con của cảnh sát Míttơ Kít. Hôm sau cả hai rủ thêm Xuka đi cùng và biết được thêm nhiều điều bí ẩn về hành tinh Ngôi sao cảm.