大雄因玩具机器人遭到小夫和胖虎的嘲笑，连哆啦A梦也不愿帮他，一气之下哆啦A梦跑开了。为了找回哆啦A梦，大雄通过任意门来到北极，意外发现了奇怪的机器人零件。此后，大量零件不断从空中落到大雄家。因零件体积太大，为避免引起他人注意，大雄和哆啦A梦把零件运到镜面世界，并组装成了一个巨型机器人。他们开心地邀请静香到镜面世界游玩，却意外发现机器人配备了威力巨大的武器。不久，一个叫莉露露的女孩来到小镇，她声称自己是机器人的主人。大雄他们好心把镜面世界的工具借给莉露露，却发现她在那里建立了一个妄图毁灭地球的基地……