物語の発端は、春日部の人々が毎晩のように見たい夢を見られる不思議な世界「ユメミーワールド」に迷い込むことから始まります。しかし、楽しい夢の世界は突如として崩壊し、人々は自分の欲望や恐れが具現化した悪夢に囚われるようになります。
この事件の中心にいたのが、ふたば幼稚園に転入してきた謎めいた少女・貫庭玉サキ（ぬばたま さき）です。彼女は周囲に攻撃的な態度を取り、他者との関わりを頑なに拒んでいました。その正体は、かつて実験中の不慮の事故で実の母親を亡くし、「自分が母を死なせてしまった」という極度の罪悪感（サバイバーズ・ギルト）に苛まれ続ける孤独な子どもだったのです。
サキの父である科学者・貫庭玉夢彦は、毎夜サキを襲う恐ろしい悪夢を消し去るため、他人の夢のエネルギー（ユメエネルギー）を吸い取ってサキの悪夢を中和する巨大な機械「ユメミーバク」を開発しました。しかし、これは他人の子どもたちを生贄にして悪夢に突き落とすという、あまりにも歪んだ防衛機制でした。
物語の終盤、野原しんのすけとカスカベ防衛隊は、サキの夢の深層心理へと突入します。悪夢の元凶は外的な怪物ではなく、サキ自身の「自分は幸せになってはいけない」という自己処罰感情でした。しんのすけは伝説のバクを召喚して悪夢を喰い尽くさせ、サキに「友達と一緒に生きる未来」を手渡します。サキが自らのトラウマを受け入れ、笑顔を取り戻して海外へと旅立つラストシーンは、多くの観客に深いカタルシスを与えました。
