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……

科学警备队队员光超一郎从宇宙空间站EGG3前往地球的途中与不明宇宙人遭遇，自称为奥特曼的宇宙人告诉他地球上的各种怪兽与超自然现象危机迫在眉睫，但奥特曼无法以宇宙人的身姿在地球上长期生活，所以便借用光超一郎的身体与之合为一体，并可以用闪光之星来随时变身，使人类得以应付即将到来的各种危机…作为奥特曼系列的动画版，比起特摄片有固有的优势。在这里，主角可以做以前奥特曼们无法完成的特技。同时在一话中可以有数个奥特曼和怪兽登场，而不用额外的开销。而且，怪兽的设计者们不用再被这个时代怪兽的皮套需要适应人的体型这一技术条件所限制。因此，他们的创造力可以无限发挥。