ある日、絵本の世界を体験できる『絵本はいりこみぐつ』でいろいろな童話や物語を楽しんでいたのび太たち。ところが絵本の話なんか全部知っていると、ジャイアンとスネ夫は、たくさんの絵本をバラバラにしてその順番を目茶苦茶にしてしまう。怒って帰ろうとしたしずかは、帰る途中空飛ぶじゅうたんとぶつかり、片方のくつをなくしてしまう。翌日、くつが足りないことに気づいたドラえもんは大慌て。片一方だけだと絵本から出られないのだ。さらに絵本はのび太のママに燃やされされてしまい…。

超空間のもつれで、偶然、のび太の部屋の下が、宇宙の星コーヤコーヤの入口になっていた。コーヤコーヤに降りたのび太とドラえもんは、洪水で流された宇宙船をさがすロップルと星猫チャミーの一家に会った。タケコプターで土に埋れた宇宙船を発見してやるドラえもん。ある日、二人はジャイアン、スネオ、しずかを誘ってコーヤコーヤへ案内した。みんな重力の小さい星でとびはねて大喜びだ。この星のエネルギー源ガルタイト鉱石をひとりじめにして大もうけを企む会社があり…。

天国の存在を信じるのび太は皆にバカにされてしまい、ドラえもんの力を借りて天空に雲の王国を作り上げる。ところが空には別の王国があり、ドラえもん達はその王国に迷い込む。絶滅した動物が集められたその王国で、パルパルという少女と出会い、宿舎に案内されるが、素晴らしくもどこか怪しい世界に不安になってドラえもん達は脱出する。ところがしずか達が追っ手に捕まり、地上征服を企むグリオのノア計画の裁判で地球人代表として裁かれることになってしまう…。

ある日、ドラえもんは22世紀で人気の、宇宙空間を走るミステリー列車のチケットを購入して、のび太と一緒に行き先の分からない宇宙旅行へ出発した。途中からジャイアン、スネ夫、しずかも加わって、旅はますます楽しいのものになっていく。列車の行く先は、ハテハテ星群にある宇宙最大のテーマ・パーク“ドリーマーズ・ランド”だった。この星群は小惑星ひとつひとつが巨大な遊園地に改造されており、のび太とドラえもんは“西部の星”で22世紀の少年・アストンたちにバカにされながらも活躍を見せる…。

のび太のパパのところに不思議なトランクが届いた。開けると門が現れ、その先は一年中海水浴やスキーが楽しめ、ブリキのおもちゃだけが住むブリキン島。のび太とドラえもんはその島のブリキンホテルで大歓迎された。スキーで遊ぶうちにドラえもんとはぐれたのび太は、いったん戻ってからジャイアン、スネ夫、しずか達とホテルへ行くが、突然ブリキの飛行機の大群による爆撃を受けてしまう。ドラえもんは彼らに捕まっていた。びっくりするのび太達の前にサピオという少年が現れ、実はブリキン島はチャモチャ星人の宇宙船であることを告げる…。

夢の中で魔法を使って活躍したのび太は、目覚めても魔法が使えたらなーと空想する。ある日、ドラえもんとのび太の石像が二人の前に忽然とあらわれ、翌日には姿を消した。のび太はドラえもんにせがみ、「もしもボックス」を使って魔法の世界に入り込む。ここでは人々が箒や絨氈に乗って空を飛んでいた。しかし、ここでものび太は小石一つも空中に浮遊できないダメ少年だった。ふとしたことで知りあった満月博士とその娘の美夜子ちゃんから、地球におそろしい魔界が接近していることを聞かされた。のび太はやはりもとの世界へもとろうとするが、ママが「もしもボックス」を捨てたので、もどれなくなってしまい…。

スネ夫のパパのアメリカ土産「恐竜のツメの化石」を見せてもらえなかったのび太は本物の恐竜を見つけると宣言、やむなく、のび太は化石発掘を始め、悪戦苦闘の末、化石らしき物を見つけた。ドラえもんのタイム風呂敷にかぶせて一億年前の姿に戻すと、これが巨大なタマゴ。それから毎日、のび太はふとんの中でそれ抱いて寝た。ある朝、タマゴからかわいらしい恐竜が誕生した。白亜紀の日本近海にいたフタバスズキ竜である。ドラえもんとのび太はこの恐竜をピー助と名づけて育てるが、大きく成長しすぎて、大騒ぎとなり、やむなく一億年前の日本近海に戻すことにするが…。

ママから0点の答案用紙を隠そうとしたのび太は、ドラえもんのひみつ道具“どこでもホール”で地下の空洞に向かう。そこで偶然にも広い地下洞窟を発見し、みんなを呼んで地底探検をすることに。しかし、その最中にスネ夫が行方不明になってしまった。スネ夫を探しにいったのもつかの間、肝心のドラえもんたちが竜人“ナンジャ族”につかまってしまう。そんな危機一髪のところを助けてくれたのは、竜の騎士バンホー。バンホーに連れられ地底人たちの首都を訪れたのび太たちであったが…。

本物の孫悟空に会いにいくため、のび太はタイムマシンをつかって1300年前の唐の時代へ向かう。そこで、孫悟空はのび太とそっくりだったことを知り、のび太は現代に帰ってみんなに自慢する。しかし誰も信じてくれず、今度はみんなと一緒に唐の時代へ。しかし孫悟空はいつまで経っても現れず…。

ドラえもんのひみつ道具“気ままに夢見る機”で、自分の好きな夢をみていたのび太。ある日、謎の男から“夢幻三剣士”の夢をみることをすすめられたが、のび太が見た夢は、妖霊大帝オドロームによってユミルメ国が支配されてしまうという内容だった。ユミルメ国を守るため、のび太は白銀の騎士・ノビタニヤンとして、ドラえもん、ジャイアン、スネ夫たちと共に悪に挑む！

夏休みの自由研究のため、のび太に“創生セット”を渡したドラえもん。のび太は宇宙の誕生から地球の発生、そして生命の誕生まで完成させ、しずか、ジャイアン、スネ夫たちとミニ地球を観察する。しかしその地底には独自の進化を遂げた虫が発生。やがて虫たちはミニ地球の人類に挑戦しようとしはじめ…。

ある日、巨大なロボットの部品を見つけたのび太たちは、ドラえもんのひみつ道具“入りこみミラー”を使い、鏡の中で組み立てることに。鏡の世界は現実世界と左右が逆で、人間も存在しない世界。のび太たちは完成させたロボット・サンダクロスと鏡の世界で遊んでいたが、ロボットの持ち主だという少女リルルと出会う。彼女にサンダクロスを返したが、実は地球制服を企むロボットの国“メカトピア”から送り込まれたロボットで…。