电影改编自1985年剧场版《哆啦A梦：大雄的宇宙小战争》，讲述大雄意外结识来自匹里卡星、体形小巧的外星人帕比，并在哆啦A梦的帮助下，与大家一起穿越星际，共同守护友情和星球的宇宙冒险故事。

17年前，一名少女从外太空而来，手上拿著传动指挥器，并晕到在海滩上。同时， 机兽帝国加鲁法亦从宇宙飞来，威胁地球的安全。17年後的一日，刚搬来星见町的小五学生草剃　北斗偶然下认识了熟练功夫的出云　银河， 碰巧有一大群加鲁法机械…

KERORO军曹寄住在日向家，竟因沉迷高达模型而惨变家务工人，更意外释放了一个来自“K隆星”远古时代的神秘武器KIRURU，令到全球大乱，面临毁灭危机！这时候，唯一知道如何拯救地球的谜样外星人突然现身，联同KERORO部队调转枪头、发动一…

Gamma星云第58号行星“K隆星”的人，为了侵略蓝星（K隆星人对地球的称呼），派遣了5人先遣部队到蓝星进行调查。其中Keroro军曹行踪败露，被蓝星人日向冬树和日向夏美发现并生擒，侵略用武器“Kero球”落入冬树手中。其后，侵略军的飞船紧…