ある日の夜、野原家にUFOが不時着。UFOの中にいたのは、宇宙から来たという宇宙人のシリリだった。シリリが発した光線を浴びたひろしとみさえは25歳[注釈 2]若返り、ひろしは10歳に、みさえは4歳の姿に戻ってしまう。シリリは、生き物を若返らせることは出来るものの、成長させることは出来ないのだという。そして、日本の南の種子島にいるシリリの父親なら、ひろしとみさえを元の姿に戻せるらしい。翌日、シリリはしんのすけのズボンの中に入り、野原一家は日本縦断の旅に出発する。

その後、カスカベ防衛隊にシリリの存在とひろしとみさえが子どもになった事がばれてしまうも、他人には言わないという約束を交わす。ようやく新幹線に乗り込んだ野原一家だったが、泥棒に全財産とシリリの私物を盗られてしまい一時静岡に下車することに。そしてヒッチハイクで八尾という宇宙人オタクの男に拾われ彼の家に行くが、シリリの存在に気づいた八尾がシリリを捕まえようとしたため、野原一家たちは森へ逃げる。そこで、しんのすけ、シリリ、シロの3人は誤って長崎行きのトラックに乗ってしまい、長崎へ。一方、ひろし、みさえ、ひまわりの3人は、反省した八尾と共にしんのすけ達を追って熊本へ車を進める。

なんとか熊本で再会を果たした野原一家だったが、謎の二人組のモルダダとカスリーに捕まってしまう。

そんな中、シリリの父親による恐るべき陰謀が進められようとしていた。