米芽是一个十岁左右的小姑娘。在一个预言的提示下，她决定离开位于南美洲某个地方的家乡去寻找她的父亲。为完成这个任务，必须要把一个热带森林变成一座高档酒店公寓。寻找父亲的道路漫长.米芽必须要穿过一座遥远的大山，那里有成片谜一样的森林，居住着神秘的生物。在这个传奇的世界里，小女孩将会发现一棵与众不同的大树，遭遇大自然的力量，总之，会是一段不平凡的经历。

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。

大雄相信天空上有云之国，遭到好友们的嘲笑。哆啦A梦用未来的神奇工具和大雄共同打造属于自己的云之国，建好之后，好友们被邀请上来，大家度过一段快乐的时光。漂浮的云之国停在阿尔卑斯山上，大雄他们解救了一个神秘的男孩，不久后男孩失踪。正当他们四处寻找的时候，突然真正的云之国出现在他们面前。小伙伴们受到邀请，见识到了云之国高度发达的文明，深表惊奇。但是他们却被天上人软禁，无法回到地面。更进一步得知，天上人正在密谋一个“诺亚计划”，企图用洪水将为非作歹的人类从地球上抹去……

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……