Cốt truyện của bộ phim khá đơn giản, phù hợp với 1 bộ phim hoạt hình dành cho trẻ em. Về cơ bản cốt truyện xảy ra như sau: lấy cảm hứng từ một chương trình truyền hình về anh hùng không gian, tất cả những đứa trẻ trong nhóm bạn của Doraemon bắt đầu đóng giả làm anh hùng không gian, cũng như tự quay phim như thể họ đang ở trong chương trình.
Tất nhiên, với sự trợ giúp của thiết bị deus ex machina vô cùng tiện lợi của Doraemon, mang đến cho mọi người siêu năng lực thực sự và tạo ra các kịch bản anh hùng phức tạp để mọi người nhập vai.

Nobita và các bạn vô tình bị tham gia vào một nhiệm vụ anh hùng không gian thật sự khi gặp một người ngoài hành tinh đang tìm kiếm sự giúp đỡ để cứu hành tinh của mình. Người ngoài hành tinh này nhầm bọn trẻ với những anh hùng đích thực trong khi đồng thời cả nhóm nghĩ rằng người ngoài hành tinh chỉ là một phần của bộ phim siêu anh hùng mà họ đang quay bằng bảo bối của Doraemon.