Doraemon, Nobita i tota la colla es llancen a una sorprenent aventura a bord del Tren del Temps, un màgic tren capaç de viatjar pels confinis de l'espai i de desafiar la línia espai-temps per viatjar per la història de la humanitat. Al Tren del Temps, la destinació és una incògnita, i amb ell arribaran a llocs desconeguts per tots nosaltres i coneixeran a increïbles companys de viatge. Llàstima que els Pirates Galàctics sempre estan preparats per complicar l'aventura dels nostres amics! I fins i tot per impedir-los el retorn a casa!