Kisah bermula ketika sesosok bayangan putih ditemukan oleh penjelajah bulan. Nobita menyebut sosok itu sebagai “Kelinci Bulan”. Saat dia memberitahukan kepada seluruh teman sekelasnya, mereka menertawakan Nobita. Kemudian dia menceritakan pada Doraemon lalu Doraemon pun mengeluarkan alat canggih bernama “Lencana Anggota Klub Teori Lain” dan membuat kerajaan kelinci di bulan.

Lalu, suatu hari ada seorang murid baru di sekolah bernama Luka. Dia bersama teman-teman ikut membantu Nobita membangun Kerajaan Kelinci di Bulan. Petualangan Nobita, Doraemon dan teman-temannya di bulan pun dimulai.