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……

用任意门到了北极的大雄，无意间发现了机器人的零件，但是因为零件太大，于是就和哆啦A梦将零件拿到镜面世界这个无人的世界里组装。组装完成后，哆啦A梦就将他取名为“山大克罗斯”。 当正在高兴的操控山大克罗斯时，无意间发现他居然着装著毁灭性的导弹…大雄在真实世界无意间与自称是机器人主人的莉露露相会，并且借走了可以进入镜面世界的道具。 但后来大雄与哆啦A梦居然发现莉露露借走进入镜面世界的道具的目的居然是为了建立攻击地球的基地！而且指挥者就是莉露露，原来她是由机械理想国所派出来引导铁人兵团到地球的机器人。 为了拯救地球的危机，大雄们决定与铁人兵团一战。由于莉露露受伤被静香所救，并且与莉露露讨论征服地球是个不对的行为。铁人兵团等不及莉露露的联络，也已经大规模的都到了地球，于是大雄他们在镜中的世界开始与铁人兵团作战。莉露露也受到静香的感动，认真思考起他们行为的不妥，于是和静香...