Những vụ ám sát bí ẩn xảy ra khắp thế giới. Kẻ tình nghi là một điệp viên có thể truy cập những tài liệu tuyệt mật. Ở Nhật Bản, một điệp viên đột nhập vào trụ sở cảnh sát và truy cập vào những tài liệu mật liên quan đến các cơ sở của điệp viên trong tổ chức Áo Đen đến từ rất nhiều cơ quan tình báo.
Tớ tin chắc rằng có người sống trên mặt trăng. Tớ sẽ chứng minh điều đó!" Quyết tâm thực hiện bằng được kế hoạch sau khi hùng hồn tuyên bố với cả lớp, Nobita cầu cứu đến sự trợ giúp của Doraemon. Nhờ bảo bối "Huy hiệu câu lạc bộ Dị Thuyết", cả nhóm, có thêm sự có mặt của một cậu bạn mới chuyển trường, đã đặt chân đến một hành tinh hoàn toàn mới lạ và kì bí tại Mặt trăng
Nôbita và Xuka cùng đi vào thế giới cổ tích nhưng không may Xuka bị lạc trong thế giới ấy. Biết được cô bé đang ở xứ Ba Tư và câu chuyện về chàng Xinbát (hay Sin-bát) có thể có một phần là sự thật, Đôrêmon, Nôbita, Chaien cùng nhau lên đường đến xứ Ba Tư huyền thoại với hướng dẫn viên du lịch Khò Khò.Ở đó họ gặp vua Harun al-Rashid và mua một chiếc thuyền để để đi tìm Xuka.
Tình cờ, Nôbita và Đôrêmon gặp những người bạn ở Hành tinh Tím đang bị nạn qua cửa không gian dưới nền nhà và giúp họ trở về nhà an toàn. Qua những cuộc chuyện trò, cả hai biết được quá khứ của cư dân Hành tinh Tím và bọn người Hành tinh Đen độc ác. Vì sân bóng cũ của cả nhóm bị những học sinh lớp 6A ở trường trung học đến chiếm, Đôrêmon và Nôbita rủ các bạn đến sân bóng mới trên Hành tinh Tím.
Câu chuyện kể về Kasumi, một cô gái bị nhiễm virus dịch bệnh nguy hiểm cùng với người chị song sinh của mình là Shizuku. Nhưng chính Kasumi chứ không phải Shizuku đã được chọn là một trong số 160 người được đưa vào trạng thái ngủ đông cho tới khi có phương pháp chữa trị chứng bệnh dịch này.