到北极游玩的大雄，发现了一颗球，当大雄拿起那颗球，天上竟然掉下了机器人的零件，于是大雄把它带回去。完成后，却有一个名叫莉露露的女孩要要回去，但大雄等人却完全没有想到，拥有毁灭性武器的机器人、与其主人莉露露的目的居然是要毁灭地球……因此,本次的冒险开始了！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。

哆啦A梦的铃铛被所谓的「怪盗DX」趁夜偷偷偷走了！而大雄透过「联想式推理放大镜」，竟然找到了一个奇异的飞行船，号称是「秘密道具博物馆」？秘密道具的秘密会在里面被解开吗？而哆啦A梦的铃铛又为什么会被偷走呢？这一切谜题留待这部完全原创的电影解答！