ある日のび太は、裏山にあるゴミの不法投棄された場所で小さな苗木を見つけ、家に持ち帰る。しかしママには「庭に植えちゃいけない」と言われてしまう。困ったのび太がドラえもんに相談すると、ドラえもんはひみつ道具の植物自動化液を取り出す。これを植物にかけると、どんな植物も自由に動けるようになるという。さっそく液をかけた次の日の朝、自由に動けるようになった苗木にキー坊とのび太は名前をつけ、弟のように可愛がる。ママたちともうち解け合い、キー坊はやがて野比家の家族となっていく。 しかしふとしたことで植物型宇宙人たちが住む惑星・緑の星に迷い込んでしまったドラえもん達は、地球の植物を全て緑の星に移住させるために地球の人類を根絶やしにするという恐るべき計画を知る。さらにその計画で使われる緑の巨人を復活させる生贄として、キー坊が連れさらわれてしまう。長老ジィの助けで何とか地球に戻るものの、地上はすでに緑兵の攻撃で緑に覆われてしまっていた。 さらに緑の巨人に取り込まれたキー坊は暴走してしまい、地上は戦いで荒れていく。ドラえもんたちはキー坊を、地球を救うべく立ちあがるのだった。