一天，大雄和小夫在吵着什么，大雄说：“有火星人！”小夫说：“没有火星人！”
大雄说：“那我就给你看看证据吧！”然后大雄翻开手里的书，“你看，这个人脸形状的岩石只有火星人才能办到吧。”
“哈哈哈哈！那只是巧合，你看这里，”小夫翻开自己手里的书，“你看，同样的岩石再拍一次，完全看不到人脸的样子，这只是光的因素碰巧拍出来的照片。”
大雄很不甘心，又翻了一页：“你看，这就是火星人的照片！”小夫仔细看了看：“大雄，这张图下面写着‘想想图’呀，不是真的。”
大雄很生气：“我们都没有去过火星，你怎么知道就没有火星人呢？”哆啦A梦听到后说：“那我们就去火星看看吧。”然后拿出宇宙郊游套装，从箱子里拿出郊游火箭，大雄他们坐进了太空舱，系上安全带：“5、4、3、2、1，火箭发射！”
火箭发射了，大雄解开安全带，飘了起来：“哇！那就是地球呀！”“好美呀！”小夫拿出一袋薯片，“我们吃一点东西吧。”薯片袋刚打开就全部飞了出来 。
哆啦A梦说：“在失重的情况下打开那种东西薯片一定会到处乱飞吧。”大雄问：“那宇航员是怎么吃饭的呢？”哆啦A梦想了想：“嗯……对啦！大雄，你把刚才那本书给我一下。”哆啦A梦吧书翻到又宇航员食品图片的那一页，拿出隔画取物棒，书中的画就出来了。
于是他们就开心的吃了起来：“在宇宙中待多久我都不会腻的。”过了一会儿：“啊，已经腻了。”“一直都是一片星空。”“哆啦A梦，快想想办法呀。”
“我就知道会这样，”哆啦A梦说，“真没办法呀。”然后启动了空间跳跃，一瞬间就跳跃到了火星。“哇！那就是火星呀！”大雄兴奋地喊。火箭降落了。
大雄开心地把舱门打开，哆啦A梦着急地阻止大雄：“大雄危险！”可是晚了，大雄已经把火箭的舱门打开了，火箭里的空气瞬间流了出去。
哆啦A梦对大雄说：“火星的气压比火箭里的气压低，如果你就这样打开门，空气就会……”哆啦A梦一抬头，发现大雄他们还憋着气呢。
哆啦A梦连忙拿出适应灯，给每个人都照了一下。
“呼——”大雄长舒了一口气，“得救了。”哆啦A梦给大家科普到：“由于火星几乎没有氧气，所以火星上的最低温度达到零下43度，不过照了适应灯就算不穿宇航服也没关系。”大家来到了火星，小夫指着一座山说：“你看，那座山好高呀！”“那是奥林匹斯山，是珠穆朗玛峰的三倍高，是太阳系中最高的山。”
哆啦A梦拿出行星探险车，他们一起坐上车去探险。
走着走着，胖虎说：“我觉得我的肚子饿了，哆啦A梦说：“那就随便找个地方休息吧。”哆啦A梦拿出不用氧气也能燃烧的烤炉做烧烤，大雄烤好了一串：“给你，静香。”大雄一抬头，发现烤串没了，“小夫，是你拿的吧！”
小夫一边吃着自己的烤串一边问：“怎么啦？”大雄感到很奇怪：“不是小夫那到底是谁那的呢？”这时，胖虎指着一个东西：“那是什么？”大雄看了看，那个东西是一个机器：“看吧，那肯定是火星人制造的机器人！看！火星人真的存在吧！”
哆啦A梦仔细看了看：“不对哟，这个是来自地球的火星探测器，看样子已经坏掉不能动了。”静香擦了擦这个探测器身上的灰：“一个人来地球努力了这么长时间，辛苦你了。”
“差不多该回去了。”哆啦A梦说。哆啦A梦他们没走多远，这个探测器因为盖住太阳能电池板的灰被擦掉了，太阳又照上去了，这个探测器又可以动了。
大雄觉得有些渴，把瓶盖打开想喝点水，可是被绊倒了，水泼了一身，“毛巾毛巾，”大雄趴在地上喊，这时，一个人递给大雄一个毛巾，“谢谢。”大雄一睁眼，眼前出现一只触手：“是火星人啊！”
胖虎找了半天也没找到火星人：“没有火星人呀，你一定是看错了。”“我没看错呀！”大雄解释道，“你们要相信我呀！”这时，静香感觉到起风了，哆啦A梦回头一看：“糟了，是沙尘暴！火星的沙尘暴非常强，有些时候还会把整个火星给包住呢！我们现在要赶快回到车上！”
可是来不及了，沙尘暴已经过来了。哆啦A梦赶快拿出宇宙帐篷，大家都躲到了宇宙帐篷里了。
静香往周围一看：“胖虎和小夫不见了！”大雄要去找胖虎和小夫，哆啦A梦说：“现在出去太危险了，我们还是等沙尘暴停了以后再去吧。”沙尘暴终于停了，哆啦A梦出去找胖虎和小夫，可是只发现了胖虎的鞋子，但不知道胖虎人去哪了。
这时候，他们看到了那个复活的火星探测器，哆啦A梦想，说不定这个火星探测器排到了什么呢。哆啦A梦使用自己的电脑翻图片，他们看到胖虎被一个章鱼外星人给抱到了一个山洞里。
大雄指着那个怪兽：“看吧看吧，果然有外星人！”哆啦A梦说：“我们还是先去那个山洞里看看吧。”
哆啦A梦、大雄和静香来到山洞里，一起分头寻找胖虎和小夫。在找的过程中，静香踩空了，差点就掉下去了，这时，一只手把静香抓住了：“谢谢。”可静香抬头一看，那是火星人的触手，“啊！”
大雄一听，静香也被抓走了：“静香也消失了，怎么办呀哆啦A梦？”哆啦A梦思考了一下：“果然是火星人干的好事。”哆啦A梦回头一看，火星人就在自己身后。
大雄吓得赶快逃跑，可是最后还是被火星人抓住，被吓到晕倒了。哆啦A梦和大雄醒了过来，看到后面的火星人非常害怕：“是火星人！”静香说：“没关系，这个火星人很温柔。”这时候，胖虎小夫来了：“这个火星人在沙尘暴中救了我们，完全就是知心好友。”
哆啦A梦看到地上的隔画取物棒和火星人想象图空着的书：“原来如此，这个火星人的真相我知道了，是火箭的空气吸出去时这个火星人的图片被隔画取物棒黏住从书里拖出来了。”
大雄一听：“唉，说白了就是假的火星人吗？”在回去的时候，小夫说：“看来火星人不存在，这场较量我赢了。”哆啦A梦说：“我们这次只是探索了火星的一小部分，还有很多地方都没探索，如果再探索的话，说不定就能找到真正的火星人了。”于是他们就这样开开心心地回家了。
