故事是講述大雄一天撿回了一棵小樹苗，後來利用哆啦A夢的「植物自動化液」令樹苗急速生長和懂得思想行動，並稱其為「小樹」。小樹成為大家的一份子，某天大家在後山正玩得十分開心之際，突然被一個綠色的不明UFO帶走，因而來到了植物聖地。大雄等人被帶至聖地的一個會議聆訊，會議上聖地的綠蕾公主和其手下希拉提出有感地球不斷受到污染，讓綠油油的樹急速消失。故此植物星的公主準備率領聖者一起將地球的樹奪走。植物星的長老勸止不成功，故決此將「綠之心」交給小樹，因他相信小樹具有綠巨人般想保護大家的精神，故此就算他變成了綠巨人也不會做壞事。之後，大雄等人嘗試回到地球後，發現一切已被植物覆蓋著，不過他們發現之前被UFO吸走前，哆啦A夢的「時間停止器」從百寶袋中掉下來並啟動了，故大家暫且可以放心。當然希拉發現時間被停止的問題，故游說公主馬上讓綠巨人甦醒過來。小樹從公主身邊逃脫後，準備回到大雄身邊，卻發現後山上的植物被植物星的力量壓毀，心裡十分激動和憤怒，故變成了傳說中的綠巨人，大雄他們亦要應戰。

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