いくつかの独立した研究によれば、高性能計算 (HPC) における Javaの性能は、演算中心のベンチマークでFORTRANと同等であるが、JVMはグリッドネットワーク上の通信が多くなると、スケーラビリティに問題があるようである。しかし、Javaで記述された高性能計算のアプリケーションがベンチマークで最高の成績を出したことがある。2008年、Javaで記述されたHPCのプロジェクト Apache Hadoop が、テラバイト級の整数のソートで最高速の結果を出した。
Swingはウィジェットの描画をPure Javaで記述されたJava 2D APIに任せているため、ネイティブのウィジェット・ツールキットと比較して低速であるとされてきた。しかし、SwingとOSのネイティブGUIライブラリに描画処理を任せるStandard Widget Toolkitをベンチマークで比較しても、片方が明確に速いわけではなく、結果はコンテキストや環境に大きく依存した。
Javaの三角関数の性能は、Cと比べて悪い。Javaが数値演算の結果に（使用するハードウェアとも合致しない場合もある）厳密な仕様を定義しているためである。x87での絶対値/4以上の値に対するサイン、コサインの演算結果は、の値に近似値を用いるため正確ではない。JVMの実装ではソフトウェアで正確な演算を行わなければならず、その領域では大きな性能低下を引き起こす。
ある夜、野原一家は全員揃って時代劇に出てくるような格好をした綺麗な"おねいさん"の夢を見る。しんのすけが幼稚園から帰ると、犬のシロが庭を掘り返していた。その穴から見つけた文箱の中には「おらてんしょうにねんにいる」と読める汚い字とぶりぶりざえもんの絵が描かれた手紙が入っていた。埋めた覚えはないのにと訝しがるしんのすけだが、「おひめさまはちょーびじん」という一文を見て朝の夢を思い出し、"おねいさん"に思いを馳せながら目を閉じる。目を開けた瞬間、しんのすけは夢で見た泉の畔に立っていた。訳もわからず歩いているうちに、軍勢同士の合戦に遭遇してしまう。最初は時代劇の撮影だと思い込むしんのすけだが、偶然から一人の侍の命を救う。井尻又兵衛由俊（いじり またべえ よしとし）というその侍は、命を救ってくれた恩からしんのすけを自分たちの城、春日城に案内してくれるという。そこには、しんのすけが夢で見た"おねいさん"こと廉姫（れんひめ）がいた。又兵衛と廉姫が想いを寄せ合っている事を察したしんのすけは2人の仲を取り持とうとするが、二人は身分の違いからお互いの想いを打ち明けられずにいた。一方、しんのすけの父ひろしと母みさえは行方不明になったしんのすけの安否を気遣っていた。警察の捜索も手がかりがなく行き詰まっている中、ひろしはしんのすけの残した手紙が気になり、図書館で史料を調べる。そこには「天正2年に戦で野原信之介とその一族が奮戦」との記録があった。ひろしはしんのすけが戦国時代にタイムスリップしたと確信して「きっとオレ達も過去に行く事になる」と悟った。反対するみさえを説得し、家族と共に車に乗り込んだひろしだが、過去に行く方法すら解らない。思いつきからシロが掘った穴の上に車を進めてみる。その頃しんのすけは、廉姫に初めに来た場所に手紙を埋めてはどうかと提案され、泉の前に文箱を埋めていた。そこに突如ひろしたちを乗せた車が現れ、しんのすけは家族との再会を果たす。急いで現代へ戻ろうとするひろしたちだが、いくら念じても戻る事ができない。一家はしばらく春日城に滞在することになってしまう。春日城の城主・春日康綱（かすが やすつな）は、ひろし達に未来にはどの大国もみな滅び去ってしまうことを聞き、政略結婚によって今日の安寧を得ても無意味と考え、廉姫に婚姻を迫る隣国の大大名・大蔵井高虎（おおくらい たかとら）に婚姻解消の旨を伝える。だが、これを受けた大蔵井は2万の兵を率いて春日城へ攻めてきた。又兵衛らがこれを迎え撃つ為に城の守りを固める中、ひろしはこのままでは史実通り、自分達も戦うことになってしまうと恐れていた。そして始まる春日合戦。初日は大蔵井側が本気ではなかったことにより、両者痛み分けで終わる。その夜の評定により、翌日は城から打って出、高虎の首を狙うという作戦が決定された。同時に、敵が動揺したところで野原一家を城から逃がすことも。そして二日目の朝。夜明けとともに城門を開き出撃する春日軍。油断していた大蔵井軍は混乱に陥るもののすぐに態勢を立て直し、迎撃に入る。その頃、無事に城から脱出し戦場を見渡せる丘にいた野原一家は、しんのすけに「お股のおじさんをお助けなくていいの？」と問われ懊悩する。多勢に無勢、部隊が寸断され各個撃破されていく春日軍に心を決めた野原一家が加勢、自動車を知らない大蔵井軍は大混乱に陥り、春日軍は進軍を再開、大蔵井の本陣へ進む。野原家の車についで本陣に乗り込んだ又兵衛は、馬廻衆真柄太郎左衛門直高と熾烈な戦いを演じる。その戦いをよそに本陣から逃げ出そうとする高虎をしんのすけが面罵、家族総出で打ち倒すことに成功する。倒れた高虎の首をとろうとする又兵衛にしんのすけが「もう攻めてこないから許してやろう」と言う。それを容れて髻だけを取って戦勝を宣言する又兵衛。こうして春日合戦は終わった。多数の味方を打ち取られながらも凱旋する春日軍。出迎える廉姫の耳に銃声が届く。馬から落ちる又兵衛。駆け寄るしんのすけに「おまえは皆を守る時間をくれるために過去にきた」と語り、父の形見の右手差しを贈り、息を引き取る。その後、廉姫はしんのすけに又兵衛への恋心を語る。そして生涯独身を貫くことも。車を泉の脇に移動させると、現代に戻った。車から降りた家族の空には、「おじさんの旗」のような雲が流れていた。