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た。一方、ジャイアンとスネ夫は“忍者の星”でちょっとだけ忍術を使えるようになり、それぞれ楽しい一時を過ごしていた。だがそのころ、ハテハテ星群乗っ取りを狙う侵略者・ヤドリの魔手がひそかに伸びていた。天帝と呼ばれるリーダーに率いられたヤドリは、別の生物に乗り移ってはその体を自由に操って、いろんな星を侵略する知的生命体だった。ヤドリはハテハテ星群の従業員やアストン、スネ夫にまで乗り移って侵略を開始する。危ないところを銀河超特急で逃げ出したのび太たちだったが、アストンに乗り移ったヤドリたちに見つかって、攻撃を受けた。とある星に落ちたのび太たちは、しずかの発見したヤドリの弱点である“真空ソープ”を武器に戦いを挑む。激しい戦いの末、天帝を倒してハテハテ星群や銀河超特急の乗客を救ったのび太たちは、無事に地球へと戻っていった。