夕阳下的次元管理局实验室，加菲猫正用爪子蘸着咖啡在《猫语字典》上涂鸦。突然，哆啦A梦的铜锣烧从西次元口袋掉出，砸中实验台上的夸父时空隧道启动器。蓝光爆闪中，三个猫科生物被吸入漩涡——
＞ "这是啥？次元特攻小队成立纪念日吗？"加菲猫揉着惺忪睡眼，发现黑猫警长正用爪铐铐住他的前爪。哆啦A梦的竹蜻蜓在头顶盘旋，投影出逃犯"一只耳"的通缉令：这个盗取时空能量的老鼠，正计划用认知错位炸弹制造跨次元混乱。
加菲猫被误认为波斯猫，被迫参加"猫界选美大赛"；黑猫警长被当成黑足猫，被要求表演捕鼠特技；哆啦A梦的猫耳天线引发全场尖叫，却因不会喵喵叫被评委扣分。
哆啦A梦用任意门把追兵传送到《猫武士》战场，却意外触发时空悖论——黑猫警长的警棍变成族长权杖，加菲猫的罐头化作武士勋章。反派趁机启动认知炸弹，所有猫科生物开始互认敌友。
加菲猫狂吞200罐猫罐头，触发体内隐藏的"饕餮基因"。他化身巨型橘猫，用尾巴卷起炸弹冲向时空裂缝，却在最后关头被一只耳的激光剑刺穿腹部。黑猫警长扑上去咬住剑柄，哆啦A梦从口袋掏出修复药
在时空法庭上，一只耳的辩护律师出示证据："每个次元都存在'猫科统治者'，这是宇宙熵增定律的必然。"但法官（来自《罗小黑战记》的谛听）当庭播放监控录像：加菲猫牺牲时，三个次元的猫群同时抬头望向星空。
＞ "根据跨次元动物保护法第47条，你们三个构成'不可抗力救援联盟'。
法槌落下时，三只猫的项圈同时发光。加菲猫的猫罐头化作时空胶囊，黑猫警长的警徽变成次元联络器，哆啦A梦的铃铛则成为危机预警器。
时空法庭的审判结束后，三只猫的项圈突然同时震动。哆啦A梦的铃铛投影出三个时空能量交汇点的画面：中世纪魔法森林的扭曲时空门、未来太空站的能量核心、以及史前冰川下的水晶洞窟。
＞ "时空重塑者组织正在激活跨次元共鸣矩阵。"黑猫警长的通讯器里传来次元管理局局长的紧急通告，"他们企图用时空水晶召唤'混沌熵兽'，一旦成功三个次元都将陷入热寂！"
三只猫立即启动时空胶囊，却遭遇意外——加菲猫的饕餮基因导致胶囊过载，他们被随机传送到《猫武士》战场。面对挥舞火焰剑的虎星，哆啦A梦紧急启动"螺旋阵"，将虎星的攻击转化为旋转木马道具。黑猫警长趁机用警棍敲碎时空水晶碎片，却因此触发了隐藏的次元锚点。
在史前冰川场景中，他们遭遇时空重塑者的机械猫部队。加菲猫狂吞冰川水激活体内寒冰之力，化身冰霜巨猫冻结机械关节；黑猫警长用族长权杖召唤武士魂灵，与机械猫展开灵魂对决；哆啦A梦的任意门被改造成"时间褶皱炮"，将战场拖入量子叠加态。
最终决战发生在未来太空站，三只猫与时空重塑者首领"熵主"对峙。熵主启动认知污染装置，试图让所有猫科生物自相残杀。危急时刻，加菲猫将所有猫罐头投入时空裂缝，用食物能量撑开微型虫洞。黑猫警长抓住机会将警徽插入核心，启动次元封锁程序；哆啦A梦则用修复药膏将破碎的时空水晶粘合，让熵主的召唤仪式出现维度断层。
