在現實世界諸事不順的大雄，抱怨這個世界沒有魔法。某天他無意間發現自己跟哆啦A夢的石像，正好奇這些石像的來龍去脈時，憧憬魔法的大雄突發奇想使用“如果電話亭”實現夢想，而石像亦隨之消失。可是，變出來的魔法世界并不是大雄的理想國，所以讓大雄感到沮喪。有名的魔法研究者－滿月博士告知大家一個可怕的消息－魔界星不過多久便會完全接近地球。大雄想變回現實世界，但是如果電話亭己被媽媽扔掉。滿月博士解讀古文書后被捉走，逃亡的美夜子得大雄等人支持，一起出發至魔界星。 在魔界星經歷了一番大冒險，其中包括魔界的南極、住著美人魚及有角鯨魚的迷惑之海，讓人迷路的不歸平原，充斥著魔獸的雨林。最后對付大魔王時，根據古文書的記載，只要把銀飛鏢射進他的心臟里，大魔王就會死去。不過實際卻對大魔王毫發未傷，之后大家都被大魔王用法力轟出魔界郊外，被轟走的大雄一行人，正想要在晚上反攻時，可是惡魔軍團的追兵亦隨之追過來，大雄一行人相繼被抓到。美夜子為救大雄，不惜犧牲自己當作誘餌，并把古文書交給大雄，讓他解讀最后有關魔王心臟的內文，大雄亦發誓一定會將她救出來。