电影改编自1985年剧场版《哆啦A梦：大雄的宇宙小战争》，讲述暑假某日，大雄意外拾到一枝小火箭，里面竟然载着手掌般大的外星人巴比！原来巴比是位于银河系遥远小行星「比利嘉星」的总统，为了逃离叛军的魔爪而来到地球。为更了解巴比和比利嘉星的一切，多啦A梦和大雄等人使用法宝「缩小电筒」将自己缩细，很快与巴比成为好友。但是，叛军的鲸鱼型宇宙战舰不久后追赶到地球，还攻击大雄他们，打算捉回巴比。深具责任感的巴比不想连累大家，于是鼓起勇气独自一人对抗叛军……为了守护最重要的朋友，和他深爱的故乡，多啦A梦他们决定向比利嘉星出发！