Nôbita và Đôrêmon được bố tặng một chuyến du lịch đi đảo Bliki, nhưng khi biết rằng ông Nôbi chỉ nằm mơ, cả hai đã hết sức thất vọng. Đến một ngày Nôbita tình cờ phát hiện một chiếc vali bí ẩn nằm trong nhà mình. Cậu cùng Đôrêmon mở ra xem và đến được đảo Bliki - nơi mà ông Nôbi nghĩ rằng mình đã nằm mơ. Cả hai vui đùa thoả thích trong khách sản con Bìm Bịp vốn là một toà nhà vắng chủ, chỉ có các con rôbốt làm tiếp tân.

Không may Đôrêmon bị một bọn người tí hon lạ mặt bắt đi. Nôbita cùng Chaien, Xêkô và Xuka phát hiện ra cả hòn đảo nhân tạo này (thực chất là một chiếc tàu vũ trụ ngụy trang) và cả khách sạn đều là của cậu bé Bliki - cư dân hành tinh Bliki. Hành tinh Bliki đang bị bọn rôbốt Chamô làm đảo chính, mở ra một kỉ nguyên con người làm nô lệ cho rôbốt. Biết chắc Đôrêmon đang bị bọn Chamô bắt đi, Nôbita và các bạn cùng những người lánh nạn Chamô tiến về hành tinh Bliki để giải thoát cho Đôrêmon và giúp đỡ dân tộc Bliki chống lại tên rôbốt Chamô.

Khi họ đến nơi, Chaien và Xêkô tình nguyện đi thám thính hành tinh Bliki. Dĩ nhiên hai đứa đã phải gặp biết bao nhiêu là khó khăn. Còn Nôbita, Xuka và Bliki cùng xuống đại mê cung Bliki - vốn nằm dưới tầng hầm của khách sạn con Bìm Bịp - là nơi cha của Bliki cất giấu một tài liệu bí mật để tiêu diệt bọn Chamô. Không may bọn chúng phát hiện ra và cho máy bay, tàu chiến đến tấn công đảo Bliki.

Tầng hầm bị sụp, không biết đường đi tiếp, Bliki đành phải đưa Nôbita và Xuka trở về Nhật Bản. Khi về đến nơi Nôbita tìm ra chiếc túi thần kì dự phòng - thứ có thể xuyên qua chiếc túi trên bụng Đôrêmon - và nhanh chóng cùng Xuka quay lại Bliki. Khi đến nơi, Nôbita phát hiện ra Đôrêmon đã bị hư hại (do bị bọn Chamô tra tấn), cậu liền nhờ ''Đôrêmini'' chui vào bụng Đôrêmon để sửa chữa.

Đôrêmon tỉnh lại và cả ba nhanh chóng quay lại mê cung Bliki. Họ tìm được Bliki, Chaien, Xêkô và nơi cất giấu tài liệu bí mật. Được sự trợ giúp từ những món đồ chơi của ông già Nô-en rôbốt, nhóm bạn lần lượt hạ gục tuyến phòng thủ của bọn Chamô. Đôrêmon và Nôbita đột nhập vào lâu đài của thống chế Chamô và đưa chiếc đĩa CD virút (tài liệu bí mật trong mê cung Bliki) vào bụng tên Chamô trong khi Xuka và Bliki giải cứu mọi người. Tên Chamô gian ác phải đền tội. Người dân Bliki xây dựng lại đất nước sau cuộc chiến tranh.