某日，小新跟小葵因为抢吃布丁而大吵一架，并冲口而出的说了“我才不想要妹妹，小葵不在最好了啦！”，跑出了家门外。就在这时候，两名神秘男子出现在小新面前，向小新询问有关“向日葵公主”一事，才刚跟小葵赌气的小新毫不犹豫地在男子递出的“文件”上签名。众人尚未回神之际，一架偌大的幽浮将野原家带到了地球另一端的神秘星球“向日葵星”；“向日葵星”的大王向野原家说明只要小葵留在“向日葵星”便能让两个星球维持和平，究竟小新该如何在亲妹妹与世界和平中做出抉择...？