胖虎（木村昴 配音）和小夫（関智一 配音）炫耀机器人玩具令大雄（大原めぐみ 配音）既生气又羡慕，他恳求哆啦A梦（水田わさび 配音）帮助自己，结果哆啦A梦烦躁难耐跑到了北极。大雄随之进入北极，却发现类似机器人的巨大零件。在此之后，他和哆啦A梦将零件带到镜之世界组装，并邀请静香（かかずゆみ 配音）一起来玩，然而他们竟意外发现机器人具有十分强大的火力和破坏力。为免出现不可预料的事情，小伙伴们将机器人永远留在了镜之世界。不久，神秘女孩莉露露（沢城みゆき 配音）找到大雄索要机器人，大雄背着哆啦A梦带她来到镜之世界，谁知莉露露却奉命策划者一个地球人捕获计划。地球危在旦夕……
本片根据藤子·F·不二雄的同名漫画长篇改编，1986年曾被拍摄为电影版，此次为2011年的新拍版。