因为玩具机器人，大雄（小原乃梨子 配音）受到小夫（肝付兼太 配音）和胖虎（立壁和也 配音）的奚落，连哆啦A梦（大山のぶ代 配音）不愿帮他。为了寻找生气走掉的哆啦A梦，大雄通过任意门来到寒冷的北极，却在这里发现奇怪的机器人零件。在此之后，各式的零件源源不断从空中掉落至大雄的家中。由于零件过于巨大，为了不引起骚动，两个好友将机器运到镜面世界，并组装成巨大的机器人。他们兴奋地邀请静香（野村道子 配音）来镜面世界玩耍，偶然间发现机器人竟然装备有威力强大的武器。不久，一个名为莉露露（山本百合子 配音）的女孩出现在小

故事以大雄与小夫以「恐龙是否完全绝种」进行辩论展开序幕，由于认为恐龙仍然存在的主张遭到小夫以科学而合理的方式完全否定，大雄向哆啦A梦寻求帮助，然而当大雄向哆啦A梦所拿出的道具「OX占卜」询问「"地球上"是否还有恐龙活着」时，却得到了否定的答复。之后，为了藏匿大雄零分的考卷，大雄与哆啦A梦使用寻找地底空洞的道具意外发现了宽敞的地下空间，并将之建造成众人的游乐场；但在同时，小夫却因接连在河川、自家后院与地下空间接连目击到恐龙而心烦意乱，烦闷的小夫为了了解真相带着摄影机再度进

大雄为了拥有跟小夫一样的宠物机器狗，擅自从哆啦A梦的空间袋订了很多机器人。没想到却将另一个星球的小孩也牵连进来。由於这个机器小孩严重受损只有把他带回去他原来的世界，才能得救。於是大雄一行人决定护送这个孩子回去，后来他们遇到了机器人医生查贝克博士。原来这个机器王国本来是人类跟机器人和平共处的世界，但是在艾德姆国王因拯救机器人，而身亡后，继位的珍娜女王由於打击过大，於是把机器人当做奴隶并把他们变成只听从人类的忠实道具来使唤。这主要也是因为珍娜女王听信邪恶司令官铁斯塔的话，下令改造机器人。铁斯塔一开始就打算利用