为了在新生欢迎会上表演话剧《西游记》，大雄班级举行的话剧的排练。大雄（小原乃梨子 配音）想当孙悟空，可是却只是村人甲。为了证明自己最像孙悟空，大雄用航时机来到中国唐朝，想见孙悟空，而且真的见到了“孙悟空”。后来大雄以哆啦A梦（大山信代 配音）的道具为赌注，证明孙悟空很像 大雄。大雄与他的朋友来到唐朝，却没有见到孙悟空。因此大雄用哆啦A梦的模拟游戏机假扮孙悟空，最后被识破。由于没有关好机器，游戏里的妖怪从游戏机里跑了出来。妖怪最后统治了世界，大雄他们也面临危险。 为了恢复历史，拯救玄奘法师，大雄、静香（野村道子 配音）、小夫（肝付兼太 配音）和刚田武（立壁和也 配音）假扮孙悟空等角色来保护玄奘法师，踏上了冒险之旅……
故事改编自小说《西游记》。