故事发生在一处温馨但偏僻的田园小镇奥木染，双亲过世的少年春日野悠（桥本隆 配音）带着体弱多病的妹妹春日野穹（田口宏子 配音）千里迢迢的来到了这里，准备寄宿在祖父留下的房子中。虽然照顾妹妹的起居很辛苦，但悠还是拥有了一段难得愉快的时光。在这里，悠遇见了幼年的玩伴天女目瑛（阪田佳代 配音），成熟温柔的姐姐依媛奈绪（猪口有佳 配音），认真可爱的大小姐渚一叶（小野凉子 配音）等热情亲切的朋友们，还有同班损友中里亮平（中国卓郎 配音）的插科打诨让他笑口常开。同时，一些模糊的回忆逐渐的浮上了心头，是和谁有过怎样的约定呢？面对着面前似曾相识的风景，悠的记忆开始苏醒。
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）的女孩出现在小镇上，她自称是机器人的主人。大雄他们热心地将镜面世界工具借给莉露露，却发现她在那里建立了毁灭地球的基地……
