여름방학 어느 날, 진구가 주운 작은 로켓 안에서 손바닥만 한 우주인 ‘파피’가 나타난다! 우주의 머나먼 곳에 있는 작은 별 ‘피리카’의 대통령인 그는 반란군에게서 도망쳐 지구에 왔다고 한다. 처음에는 너무 작은 ‘파피’의 사이즈에 당황하던 도라에몽과 진구는 비밀도구 ‘스몰 라이트’로 작아져서 함께 놀며 친구가 된다. 그러나 고래 형태의 우주전함이 ‘파피’를 붙잡기 위해 지구에 나타나 이들을 공격하고, 모두를 끌어들인 것에 책임감을 느낀 ‘파피’는 홀로 반란군에 맞서고자 하는데… 소중한 친구 ‘파피’와 그의 별을 지키기 위한 도라에몽과 친구들의 우주 모험이 시작된다!