大雄偶然获得银河超特急列车的车票，与哆啦A梦、静香、胖虎和小夫一同登上这辆神秘的未来列车。列车穿梭于银河系各星球之间，带领他们来到一个建立在太空中的豪华游乐园。然而乐园背后隐藏着外星人控制游客的阴谋，大雄等人发现所有游客都被植入了控制芯片。在反抗过程中，他们结识了来自机械行星的少女莉露露，并得知外星人企图利用乐园收集能量入侵地球。最终小伙伴们团结一致，在银河列车工作人员的帮助下破坏了控制装置，解救所有游客，挫败了外星人的阴谋。经历这场星际冒险后，众人平安返回地球，这段奇妙的银河之旅成为难忘的回忆。