Nobita, Chaien, Shizuka và Suneo đang háo hức chuẩn bị cho vở kịch Tây Du Ký tại trường học. Tuy nhiên, khi họ bắt đầu tranh luận về việc ai sẽ đảm nhận vai diễn quan trọng nhất - Tôn Ngộ Không, Nobita bất ngờ đề xuất một ý tưởng táo bạo: "Tại sao không mời chính Tôn Ngộ Không đến đóng vai này?" Mặc dù mọi người đều biết rằng Tôn Ngộ Không chỉ là nhân vật trong truyện cổ tích, nhưng Nobita vẫn muốn thử nghiệm. Cùng với Doraemon, cậu bé thông minh và yêu thích công nghệ, Nobita quyết định sử dụng chiếc máy thời gian để du hành qua các thời kỳ khác nhau. Họ tạo ra một phiên bản giả của Tôn Ngộ Không để thể hiện trước mặt bạn bè. Nhưng điều không lường trước xảy ra: chiếc máy thời gian của Doraemon vô tình mở cửa sổ kết nối với thế giới hư cấu, khiến cho những sinh vật ma quỷ từ câu chuyện cổ tích bước vào thế giới thực. Kết quả là thảm họa: loài người hoàn toàn bị đánh bại bởi những con quỷ hung ác, và tương lai của Nobita trở thành một thế giới tối tăm dưới sự thống trị của chúng. Để sửa chữa sai lầm và phục hồi lại dòng thời gian ban đầu, Doraemon và nhóm bạn thân thiết phải quay trở lại quá khứ, tìm kiếm những con quỷ và giải thoát chúng khỏi thế giới thực. Trên chuyến phiêu lưu đầy nguy hiểm này, họ may mắn gặp được Nhà sư Tam Tạng chân chính và Rinrei, một cô bé nhỏ tuổi đồng hành cùng ông trên con đường dài. Cả nhóm hợp tác chặt chẽ, tận dụng trí tuệ và tài năng đặc biệt của mỗi người để đối phó với những khó khăn và vượt qua thử thách. Cuối cùng, nhờ có sự hỗ trợ đắc lực của Dorami, em gái thông minh và can đảm của Doraemon, họ đã thành công trong việc thu thập tất cả những con quỷ và trả chúng về nơi thuộc về. Với nỗ lực kiên trì và lòng dũng cảm, họ đã xoay chuyển tình thế, khôi phục lại tương lai vốn có và mang lại hòa bình cho thế giới. Qua cuộc冒险 này, Nobita và bạn bè đã rút ra bài học quý giá về tầm quan trọng của trách nhiệm và sự tôn trọng đối với lịch sử cũng như văn hóa.