Kelinci di bulan itu benar-benar ada. Nobita selalu percaya, dan untuk membuktikannya, Doraemon mengajak dia dan teman-teman terbang ke bulan pakai kantung ajaib. Di sana mereka bertemu ras manusia bulan yang ramah, diam-diam hidup di sisi tersembunyi. Tapi kehadiran mereka mengundang pasukan alien yang nggak suka dengan perdamaian di sana. Sekarang Nobita harus pilih: pulang ke bumi atau bertahan dan bantu teman barunya melawan kehancuran total.