Trong một cuộc chuẩn bị đầy phấn khích cho vở kịch "Tây Du Ký" tại trường, Nobita, Chaien, Shizuka, và Suneo đã đâm ra tranh cãi về việc ai sẽ đóng vai Tôn Ngộ Không huyền thoại. Một ý tưởng táo bạo đã nảy sinh khi Nobita đề xuất rằng chính Tôn Ngộ Không thật nên đóng vai đó. Mặc dù Tôn Ngộ Không chỉ là một nhân vật trong truyền thuyết, Nobita và Doraemon vẫn quyết định sử dụng cỗ máy thời gian để chứng minh ý tưởng của mình. Tuy nhiên, cuộc phiêu lưu này đã bất ngờ đưa họ đến một tương lai không lường trước được. Cỗ máy thời gian của Doraemon đã vô tình mở ra cánh cửa cho những con quái vật hư cấu từ thế giới truyền thuyết đến thế giới thực, khiến cho chủng tộc loài người phải đối mặt với thảm họa. Tương lai, thời đại của Nobita, đã biến thành một thế giới bị thống trị bởi quỷ. Để sửa chữa sai lầm và khôi phục lại tương lai, Doraemon và nhóm bạn đã lên đường trở về quá khứ. Trên hành trình này, họ đã gặp gỡ nhà sư Tam Tạng thực sự và một đứa trẻ tên rinrei, người đã cùng tham gia vào cuộc phiêu lưu đầy nguy hiểm. Cuối cùng, với sự giúp đỡ của Dorami, họ đã thành công trong việc bắt giữ những con quỷ và tiêu diệt chúng bằng cách trả chúng trở lại cỗ máy thời gian. Nhờ đó, tương lai đã được khôi phục lại bình thường, và thế giới một lần nữa được giải thoát khỏi sự thống trị của quỷ. Cuộc phiêu lưu đầy kỳ thú này đã chỉ ra rằng, dù cho những ý tưởng táo bạo và sự tò mò có thể dẫn đến những tình huống không lường trước, nhưng với sự dũng cảm và tinh thần đồng đội, mọi thứ đều có thể được giải quyết.