Pada awalnya, teman-teman Nobita menertawakannya ketika dia mengatakan kepada mereka bahwa dia telah melihat bulan menguning dan melemparkan bayangan putih. Tetapi setelah Doraemon menggunakan "History Explorers Club Badge" padanya, mereka menemukan bahwa ada seorang gadis misterius yang tinggal di sisi terjauh bulan. Nobita, Doraemon dan teman-teman kemudian melakukan perjalanan eksplorasi bulan tetapi Diabolo dan bawahannya Goddard menghalangi mereka.

Alice, kini berusia 19 tahun, kembali ke dunia aneh tempat ia pertama kali masuk saat kecil dan memulai perjalanan untuk menemukan takdirnya yang sebenarnya.