ซูเนโอะอวดดีว่าได้รับตั๋วสำหรับการเดินทางในอวกาศจากพ่อของเขา แต่เขายอมรับว่าต้องใช้เวลาพอสมควรก่อนที่พวกเขาจะไปได้ โนบิตะและเพื่อนๆ ขอความช่วยเหลือจากโดราเอมอน และแทนที่จะได้เดินทางในอวกาศจริงๆ พวกเขากลับได้รับเกมจำลองอวกาศให้เล่นด้วยกัน น่าเสียดายที่อุปกรณ์อื่นทำงานผิดพลาดและเกิดอุบัติเหตุ ส่งผลให้ซูเนโอะและไจแอนต์ติดอยู่ในเกม ในที่สุดพวกเขาก็ได้รับการช่วยเหลือจากมนุษย์ต่างดาว การผจญภัยเริ่มต้นขึ้นเมื่อโนบิตะ ชิซูกะ และโดราเอมอนไล่ตามยูเอฟโอที่มีเกมดังกล่าว ซึ่งจะพาพวกเขาเดินทางสู่อวกาศอันน่าตื่นเต้น