讲述了月球探测器在月亮上捕捉到白色影子，大雄认为是月亮上有兔子，惹来大家耻笑，结果哆啦A梦利用神秘道具，“异说俱乐部徽章”，在月球背面建造出一个月兔王国的故事。

影片开头以月亮拉近直奔主题，日本发射的幼竹号探测器在月球上拍到了一道白影。全篇便以月球上的白影展开。

班级里以胖虎和小夫分为两个帮派讨论着那个白色影子到底是什么，而姗姗来迟的大雄慷慨激昂的表达了自己的看法那是月亮上的兔子。对于这一答案顿时引来了全班同学的哄堂大笑，而一切依旧是熟悉的配方，那个一出事就会去找哆啦A梦的大雄又回来了。

而哆啦A梦依旧是那个大雄有难就会随时伸出援手的哆啦A梦，异说俱乐部徽章。只要戴上徽章，就可以成为认同同样说法的伙伴。这一点值得深思，虽然说只是编剧在电影构思上的幻想道具。但是相对于来说的日心说，不就是一个曾经没有过的理论经过后期实践所得出来的结果么，那么就此来论月球上也不能绝对的说就是没有兔子的。

依旧是熟悉的任意门以及竹蜻蜓，一下就把我们拉回到了小时候围坐在电视旁边看哆啦A梦的场景。只有在异说俱乐部的成员才可以看到所说的理论构想出的世界，这个徽章也成为了贯穿全篇的一个重要道具。

大雄和哆啦A梦利用异说俱乐部徽章让月球上有了空气，可以使生物生存。发光苔藓、任意水龙头、速成植物种子、发射式圆顶、动物黏土。所有的道具都是异想天开，但说的都很全面，仿佛我们都置身其中，一起为大雄的想法在添砖加瓦。

大雄捏出来的兔子更趋于真实，但是并没有童话萌萌的感觉。就被大雄随意丢弃掉，两个人捏出了Q版的月球小兔子。而他们也就作为了月球上的亚当夏娃，成了只属于他们的月兔，组建起兔子王国。

在去帮妈妈摘芒草的时候大雄和初次相遇了月野露卡，那个在树边凹造型的小伙子，听到大雄的呼喊仿佛被吓到了，一个大招使得风吹草动让大雄睁不开眼，一溜烟就不见了。然后又不知为何的进入到了大雄的班级，小夫和胖虎本想教训一下新来的新生。结果被露卡一压帽子，就反杀了...路过静香枯萎的花旁边，花也绽放了起来。

露卡悄悄的的带着小乌龟溜进了大雄的房间，一举手就把乱成一套的房子收拾干净，让我们对露卡的身份产生了好奇心。反观另一边的月兔已经会自己种植生产，还生了小兔子。哆啦A梦和大雄教兔子们生活，生产年糕的方法，兔子王国就这样的日渐壮大。

画风一转一个身穿铠甲的铠甲勇士从外面走了进来，禀报迪阿布罗大人的戈达德队长还没有找到埃斯帕尔人。没错，这一段绕口令就是他们之间的对话。向我们表达的是迪阿布罗让戈达德去寻找传说中的埃斯帕尔人，找为了拯救星球的以太能量。这一大段的阐述让观众不知所云，说的都是什么，难道要找的就是那个露卡的小孩子么？让观众产生了想看下去一探究竟的想法。

随着兔子王国的建成，静香、胖虎、小夫以及后加入的露卡，几人一起随着大雄和哆啦A梦戴着徽章去月球探寻兔子王国。兔子王国建设的已经十分精美完善了，有了自己的科技、城堡、工业等等，四处都是十分可爱的小兔子。大雄一行人也受到兔子们的最高款待，游轮上吃着年糕大宴。也在下船之后遇到了和大雄一样戴眼镜，当初抢了大雄眼睛的“野比兔”。

正当所有人都沉醉在兔子王国快乐祥和时光的时候，突然一个大兔子蹦了出来。毁坏了兔子们的电影院和娱乐设施，还带走了野比兔。原来大兔子就是当初大雄随手一捏的兔子，而大雄也因为去救野比兔掉下了悬崖，徽章也随着坠入悬崖掉落下去。而那也就证明没有徽章的大雄会因为消失掉了异说而没有氧气...

剩下的四人在寻找大雄的途中偶遇了巨型兔子，最后拿出道具遗忘草。让大兔子忘记了自己要做的事，与其他兔子和睦相处才得以逃脱。听到大雄的呼喊，找到了并没有出事的大雄。从而发现了更大的秘密，长者耳朵的露卡，以及月牙陆龟莫佐。

从而发现了居住在月球的姐姐露娜，弟弟露卡，阿尔和其他埃斯帕尔人。他们躲避着辉月星人的抓捕，辉月星人觊觎着他们的以太能量。他们的父母为了保全他们只能忍痛送走了他们，所有才有了月球的埃斯帕尔人以及去地球寻求帮助的露卡。

莫名其妙的哆啦A梦提议去比赛卡丁车，露卡懂得了朋友的含义。胖虎和小夫因为抢驾驶而打了起来，迫使阿尔不得不动用自己的以太能量去化解危险，然而正是因为动用了太多的以太能量而使得戈达德搜索队搜索到了躲在月球的他们。

戈达德带着大军去月球抓捕埃斯帕尔人，刚开始露卡露娜还能借助自己的以太能量得以周旋。但戈达德拿出以太屏蔽器，屏蔽了他们的以太能量。所有人都失去了能力，只成了普通的小孩。

戈达德大军也随着抓住了阿尔和露娜，最后露卡把大雄一行人通过任意门送回了地球。自己回去救他的朋友们了，任意门也随之毁掉了，戴着异说徽章的露卡好像想到了什么...

大家明知道去月球救他们凶多吉少，但还是回家简单的准备一下决定去救他们。短暂的和家里告别，体现了他们作为孩子的天真烂漫，以及面对困难不认输，勇往直前。面对友情、情谊，不抛弃，不放弃。我们是否也要考虑我们长大了，是不是失去的太多了。成长多了，烦恼多了，想的多了，也不会那么奋不顾身了。

然后由哆啦A梦改造的飞船“锚点”热气球，奔向月球，扬帆起航。

到达月球，任意门已毁。野比兔开着它的卡丁车来找大雄一行人，想要表达什么。原来露卡把自己的徽章给了露娜，让露娜得以逃到兔子王国。简单制定了营救计划，大雄一行人前去辉月星拯救露卡以及其他埃斯帕尔人。

戈达德把埃斯帕尔人带回辉月星想着用以太能量拯救辉月星，才知道了迪阿布多的计划。原来迪阿布多寻找以太能量并不是为了拯救辉月星，而是为了利用以太能量去攻占地球。而到这时候戈达德才知道自己被欺骗了，用尽全力想要救露卡出去，不过还是失败了，被一起关了起来。

大雄一行人赶到了辉月星利用哆啦A梦的各种道具终于救出了露卡以及戈达德等人，他们一起去找迪阿布多讨伐。原来隐藏在暗处的迪阿布多，是辉月星人制造出来的人工智能机器人，拥有了自己的意志便开始有了野心。

虽然哆啦A梦露卡等人都有着自己的能力，但无奈对方实力太强。而且人多势众，便败下阵来，全部被抓了起来。

“千载逝之，将与友人共还乡。千兔降临，光之大地将还归。”阿尔说出了自己当初的预言。从哆啦A梦的口袋中蹦出了无数月兔，以及当初大雄捏出的大兔子，兔子拯救了即将变为烤肉的大雄一行人。原来是野比兔仿照着异说徽章制作出了定说徽章，从露娜那里穿越到了哆啦A梦的口袋中。在众多月兔的反击下，迪阿布多终于节节败退。

气急败坏的迪阿布多带走了露娜想要一走了之，奈何迪阿布多的飞船根本追不上。迪阿布多借用着露娜的力量想要毁灭辉月星。正在这时露卡的圆珠闪出光芒，大雄利用最坚硬的莫佐一击击穿了迪阿布多的机器，击败了迪阿布多。阳光普照大地，植物繁殖，辉月星恢复了原来的安宁。用遗忘草遗忘了埃斯帕尔人，一切都重归于好，在戈达德的带领下辉月星会越来越好的。

露卡让哆啦A梦把自己变成了普通人，也和大雄成为了好朋友。摘下了异说徽章，回到地球。从此月球上的兔子王国、埃斯帕尔人、辉月星，成为了只有他们之间互相知道的秘密，埋在了土里，埋到了心里...

整部电影看下来依旧是当初的样子，大雄依旧被欺负、小夫和胖虎依旧校霸一样又带着傻傻的可爱、静香依旧是美丽的女主角、哆啦A梦依旧是百宝箱一样的智多星，也是依旧的异想天开中带有着满满的感动。