由“拉格那母星”生存下来的人与其他漂流在宇宙中的人组成“银河漂流舰队”，为了找寻适合生存的星球，派遣出“宇宙少年骑士团”四处寻找。李昂（白石冬美 配音）等四人被派到太阳系而发现了地球，无意间将正在“星际大奇航”游戏中的胖虎与小夫带进所搭乘的太空船中离开了地球。哆啦A梦与大雄、静香为了救出他们，乘坐“宇宙救护船”追了下去。但是在途中因为空间跳跃时遭到强力电磁波击中，导致太空船损毁。幸而李昂的太空船亦在相同地方也是因为跳跃装置故障而停滞，哆啦A梦等人因此而进入了李昂的太空船，恰巧与胖虎和小夫相遇。当李昂一行人回到了“银河漂流舰队”前，发现与原先舰队中多出了以李昂的父亲李贝尔特（有本钦隆 配音）为首的“独立军”，这个独立军的目的就是要以武力侵略适合生存的星球，他们经由派出去的间谍佛蕾亚得知了地球的情报，并且计划要进攻地球，大雄一行人将如何阻止“独立军”，从而拯救地球呢…… 本片为纪念哆啦A梦进入电影电视第20周年，同时是哆啦A梦剧场版系列第19部的作品。
小顾和母亲给去世的父亲扫墓,小顾突然掉进了虫洞之中,回到了十年前。这个虫洞是未来的科学家实验失败所致,但新虫洞出现的时间并不确定。 这时小顾发现穿越回来的时间正是父亲病重(白血病)之时,也正是这段时间, 父亲对小顾态度很差,让小顾在以后的生活中都觉得父亲并不爱自己。 小顾以家教的身份隐居在小学同学罗童童家。小顾看到了小时候的自己。小顾在父亲昏迷前与父亲见了一面,并坦白了一切,。 在父亲去世那一天,他们三个来到医院,站在病房外,听着病房里的哭声,小顾借机告诉小时候的自己父亲其实很爱他小小顾伤心地哭了起来。 突然,脑内的声音又响起,科学家告诉小顾半小时后他们制造的新虫洞会出现在某处。
哆啦A梦与大雄驾驶具有时光跳跃机能的“时光齐柏林飞船”，为了寻找自古以来许多冒险家梦寐以求的亚特兰提斯和龙宫城等每个人都曾想像过的梦幻乌托邦，在空中展开了一场大冒险。
