아름답고 고결한 교풍을 갖고 있는 명문 사립 오토타치바나 학원. 얌전하고도 소심한 16세 소녀, '쿠루스가와 히메코'는 이곳에서 그 누구보다도 평범한 학교 생활을 하고 있었다. 그녀에게 그나마 평범하지 않은 것은 '히메미야 치카네'라는 단짝 친구뿐. 이쁜 외모에 똑똑한 머리, 뛰어난 운동신경을 지닌 완벽한 치카네는 심지어 잘생긴 외모를 가진 '오오가미 소우마'와의 훈훈한 소문도 갖고 있었다.
한 노인, 그러나 모습은 인간이 아닌 동물인간이 자신이 만든 타임머신을 타고 과거로 간다. 목적은 어떤 분을 뵙는 것. 그러나 도중에 이상이 발생하고 타임머신은 도중에 추락한다. 그곳에 노인은 없고 어린 아기가 있었다. 노비타는 친구들과 같이 야구 연습을 하는데 늘 그렇듯 실수를 연발한다. 결국 공을 찾고 앉아있을 판인데 한마리의 강아지와 만나게 되고, 그 강아지가 공찾는 것을 도와주면서 친해진다. 이후 여차저차 과정을 거쳐서 강아지를 키우게된 노비타는 강아지에게 이치라는 이름을 지어준다. 그러나 노비타의 집은 애완동물을 못 키우는 상황. 그러는 판에 버려진 고양이 즈부가 합류하는 등 돌보게 되는 동물이 늘면서 노비타와 도라에몽은 점점 난처해지고 결국 엄마에게 들킬 판이 되어 뒷산으로 도망친다. 그러나 머피의 법칙이라도 되는지 뒷산에는 더 많은 수의 버려진 개와 고양이들이 있었고, 그나마 뒷산도 개발의 여파로 동물들이 살곳이 없어져가고 있었다.
애정이 느껴지지않는다는 이유로 또 다시 여자친구에게 차인 코시로는 심각한 내적 갈등에 휘말리고 있었다. 그러던 도중 우연히 떨어진 정기권을 주워준 계기로 만난 여고생에게 위로 받게 된다. 이후 친해져서 유원지로 놀러가는 등 즐거운 시간이 보내지만 사실 그녀는 자신의 부모님이 어릴 적 이혼해서 생이별 했던 12살 연하의 친여동생 나노카였다는 사실을 알게 되는데.............
사토시와 그의 친구들은 라루스로 여행을 가서 4년 전에 일어난 사건 때문에 포켓몬을 무서워하는 Tooi라는 소년을 만난다. 한편 우주에서 온 포켓몬인 덕시스가 다시 나타나 도시 주변에 장벽을 두르고 사람들을 납치하고 있다. 대기권에 사는 포켓몬 레이콰자가 싸우러 온다.