大雄在看到月面探查机捕捉到的白影后，认为那是“月亮上的兔子”，然而他的想法却遭到大家嘲笑。于是大雄用哆啦A梦的秘密道具在月球背面制造了一个兔子王国。并与所有人一起奔向月球冒险。 在月球上的兔子王国那里，他们与“超能力”孩子们相遇，就在所与人相处甚欢之际，一个神秘的太空船抓走了超能力者与哆啦A梦他们，最终大雄能否成功拯救大家呢......

小有名气的漫画家小岛麻子（宫泽理惠 饰）殚精竭虑，终于在期限内完成了最新的连载。当她从昏睡中醒来时，却发现最爱的猫咪早已停止了呼吸。这一事件让漫画家颇受打击，她不吃不喝，恍惚憔悴，这可急坏了多年来合作默契的责任编辑大森（长冢圭史 饰）。大森好说歹说，带着小岛来到井之头公园散步，结果在那里小岛意外邂逅了一名流浪汉及其带着的一只幼猫。幼猫身体羸弱，感染病症，最终小岛带着小猫治好了身体，而流浪汉也将这个小生命托付给了爱猫的漫画家。取名“咕咕”的小家伙来到小岛的家中，温暖的故事悠然展开……本片根据大岛弓子的同名漫