Nobita, Shizuka, Gian e Suneo impazziscono letteralmente per una nuova serie televisiva: "Gli eroi dello spazio". Nobita, in particolare, sogna ad occhi aperti davanti al televisore di diventare un grande supereroe proprio come i suoi beniamini in TV. Decide così di girare un film di supereroi. Peccato che Gian, Suneo e Shizuka, lo abbiano anticipato escludendolo dal progetto. Nobita, disperato, si rivolge a Doraemon che, grazie a un Chiusky Robot capace di creare degli straordinari scenari virtuali, riesce a convincere i ragazzi a includere lui e Nobita nel progetto. Insieme iniziano a filmare le prime scene, ma ben presto si ritrovano catapultati in una realtà che va ben oltre la loro immaginazione. Un abitante di un pianeta lontano, Aron, chiede loro aiuto per salvare il proprio popolo da un gruppo di malvagi pirati spaziali. I ragazzi, convinti che Aron faccia parte della sceneggiatura del film, accettano la missione senza esitare. Ben presto si accorgeranno di non essere su un set cinematografico, ma dimostreranno di essere degli eroi anche nella realtà.