故事中的某日，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！”随后两名谜样男子出现，声称是来迎接“小葵公主”一心想摆脱妹妹的小新轻率地在男子递给他的“文件”上签名，一瞬间，野原一家突然被天空出现的飞碟吞没！众人回过神后，来到了一处名为“向日葵星”的陌生星球，还被该星球的大王戈罗内斯基告知，若是小葵不成为向日葵星的公主，地球跟向日葵星都会将灭亡。被这一连串莫名奇妙事件震惊不已的野原夫妻，这才弄清楚小新签的“文件”竟然是承诺小葵成为向日葵星的公主的“宇宙契约书”。而小葵一旦成为公主，便永远与家人分开。小新面临了最大的难题——选择妹妹，或者是地球的未来？