のび太は「西遊記」の劇に出ることになったが、脇役で妖怪の一人なので面白くなかった。本当は孫悟空をやりたかったのだ。のび太は本物が見たくて、タイムマシンで当時のシルクロードへ向かった。そこでのび太は女の子に悟空と間違えられて大喜び。しかし、戻って来て皆に報告するが、誰も信じてくれない。のび太はドラえもんと再びシルクロードへ行くがやはり、悟空は実在しなかった。のび太はドラえもんに頼んでヒーロー・マシーンで悟空にしてもらうが正体はすぐバレてしまった。ところがそのマシーンが欠陥商品で、マシーンからこぼれ落ちた妖怪が実際に西遊記時代で暴れ回わっており、本物の三蔵法師一行が危いという。のび太やジャイアンはヒーロー・マシーンで再び悟空や猪八戒に変身し、妖怪を退治したのだった。