Câu chuyện bắt đầu khi Nôbita được Đôrêmon mời đi một chuyến du lịch xuyên qua dải ngân hà bằng tàu lửa. Ngay ngày đầu tiên bước vào chuyến đi, Nôbita đã gặp nhiều tình huống kì lạ, rợn người khi cậu bị một tên ác quỷ và ninja hù doạ. Nôbita rủ thêm Chaien, Xêkô và Xuka cùng tham gia chuyến du lịch kì lạ này.