在宇宙的某一邊,比利卡星的軍方發動政變,原政府官員為保護大總統巴比,便強迫他搭上逃往遠方的太空船。大雄因為搞砸科幻電影的拍攝被小夫與胖虎責罵,於是哆啦A夢拿出道具讓大雄自己拍電影。在拍攝過程中靜香的兔子玩偶失蹤了,後來在大雄家被發現,晚上哆啦A夢以為有老鼠而大吵大鬧,結果意外發現比利卡星巴比逃到大雄家來。聽過巴比的講述後,大雄與哆啦A夢決定幫助他,也找來小夫、胖虎與靜香協助。然而比利卡星情報機構「比西亞」得知情報趁著大雄他們外出的空檔抓走靜香做為人質,要巴比自身來交換,並且帶走縮小燈讓大雄等人無法恢復原狀,不顧大家反對的巴比秘密離開讓自己被抓走換回靜香。當大家知道巴比將會被送回星球審判然後處死時,便搭上巴比的太空船前往比利卡星。途中遭遇「比西亞」的攻擊而找到位在行星環上的自由同盟基地,大雄跟哆啦A夢與胖虎為了聯絡星球上的反抗組織搭乘遙控戰車潛入比利卡星。但稍早行動中的無人戰鬥艇在被擊毀時,釋放了竊聽器附在戰車上,所有行動的情報已經完全被「比西亞」得知。大雄三人與反抗組織被抓住,自由同盟基地也遭到攻擊。在一切混亂的當下小夫感到非常害怕而躲起來,但是靜香決定前去救援大雄等人,小夫被靜香的勇氣感動也駕駛戰車跟隨。當兩人到達比利卡星時巴比、大雄等人正要被槍決,這個時候靜香兩人的戰車被「比西亞」擊中落海。正當一切危急時縮小燈的效用失去,讓大雄等人恢復原狀得以救走巴比,靜香小夫也順利從水中逃脫。接著大雄一行人利用巨大身形打倒了「比西亞」,這時基爾摩亞將軍企圖逃亡但被反抗組織與民眾攔下,比利卡星恢復和平。