มีข่าวใหญ่ว่ายานสำรวจดวงจันทร์จับภาพเงาสีขาวได้ โนบิตะบอกว่ามันคือ "กระต่ายบนดวงจันทร์!" ทว่ากลับโดนทุกคนหัวเราะเยาะใส่... ดังนั้น โนบิตะ จึงใช้ "เข็มกลัดชมรมต่างความคิด" หนึ่งในของวิเศษของโดราเอมอน เพื่อสร้างอาณาจักรกระต่ายที่ด้านหลังของดวงจันทร์ อยู่มาวันหนึ่งก็มีเด็กชายปริศนาชื่อว่าลูกะชายมาที่โรงเรียน และมุ่งหน้าไปยังอาณาจักรกระต่ายด้วยกันกับพวกโนบิตะ ที่นั่น โนบิตะได้พบกับ เอสพอล กลุ่มเด็กที่มีพลังมหัศจรรย์โดยบังเอิญ ภายหลังจากที่พวกโดราเอมอน และเอสพอลสนิทสนมกันแล้ว จู่ ๆ ก็มียานอวกาศปริศนาปรากฎขึ้นมาเอสพอลทุกคนถูกจับตัวไป และลูกะเองก็ถูกจับตัวไป เพื่อช่วยให้พวกโดราเอมอนรอดพัน! สุดท้ายแล้วพวกโนบิตะจะสามารถช่วยลูกะได้หรือไม่!?