月球探测器发现了白色的影子。大雄 （大原惠美 饰）听到这个大新闻便声称月亮上有兔子，却被大家嘲笑了。因此，哆啦A梦 （水田山葵 饰）用秘密道具异说俱乐部徽章在月球背面建立了月兔王国。有一天，“不可思议”的少年露卡 （皆川纯子 饰）转学到这里，与大雄他们一起来到了月兔王国。在那里，大雄一行人偶然间与这些持有不可思议力量的“埃斯帕尔人”孩子们相遇了。哆啦A梦与埃斯帕尔人一行人正相处甚欢，在他们的前方却突然出现了一个神秘的太空船。埃斯帕尔人都被太空船抓走了——为了拯救哆啦A梦他们，就连露卡也被抓走了。距离1969年7月，人类首度登陆月球，到2019年是50周年了。与此同时，1979年4月在日本朝日电视台播出的《 哆啦A梦》动画，到2019年也是哆啦A梦动画播出40周年。该片是继《 哆啦A梦：新·大雄与铁人兵团～振翅吧天使们～》、《 哆啦A梦：大雄的金银岛》之后，哆啦A梦电影再度推出小说版。为了配合该片的月亮主题，广濑爱丽丝在记者会上穿一袭华丽的日本传统服饰 十二单。