「逆世界入りこみオイル」と「おざしきつりぼり」を利用して作った誰もいない鏡の世界「鏡面世界」の中でドラえもんとのび太は、しずかを誘いロボットを乗り回して遊んでいたが、ロボットに強力な兵器が搭載されていたことを知り、ドラえもん達3人の間で絶対にこのことを口外しないと約束し、ロボットをおざしきつりぼりで作った鏡面世界の中に置き去りにしていく。

それからしばらくして、のび太は自分の目の前に現れたロボットの持ち主と名乗る謎の少女リルルに鏡面世界の秘密を打ち明け、おざしきつりぼりごとロボットを返してしまう。

やがて、彼女の正体と恐るべき目的を知ったドラえもん達は、地球人総奴隷化を企むロボット兵の軍団「鉄人兵団」との苛烈な戦いに巻き込まれていく･･････。

レギュラーキャラクター

ドラえもん

主人公。ひみつ道具を使って鉄人兵団と戦う。鏡面世界に鉄人兵団を誘い込むことで地球への攻撃を逸らす作戦を思いつく。

2011年版ではよりロボットとして扱われ、のび太がスネ夫のミクロスを羨ましがった際、「自分がいるだろう」と言ったり、ピッポからも「ロボットのくせになんで人間と仲良くしているんだ？」と指摘されている。

のび太

主人公。ジュドを見つけた事が発端で、ドラえもん達と共に鉄人兵団と戦う。

知らなかったとはいえ、彼女と交流を深めた事で非情になりきれず、敵対するリルルを撃てなかった事が、彼女を実質的に離反させるきっかけとなる。

2011年版ではリルルとの交流よりピッポ（ジュド）との友情をメインに描かれている。

しずか

実質本作の主人公で鏡面世界で遊びに来た際、ザンダクロスが兵器であることを知り、戸惑い、そのことから最初はのび太達から兵団のことは伏せられていたが、逆世界入り込みオイルを自宅の風呂で使われていたため事態に気づき、救護担当としてリルルを助け、心を知らない（2011年版では人間は敵と見做している）彼女と交流を深め、地球を救う活躍をする。

ジャイアン

ドラえもん達と共に鉄人兵団と戦う。政府などに警告しても全く相手にされなかったドラえもん達の兵団についての話をスネ夫と共にすぐ信じてくれた。

兵団の到着の連絡で一行が動じた際も、一行に活を入れて冷静さを取り戻させた。

スネ夫

ミクロスをのび太に自慢したことから（いつものように）この事件が始まった。相変わらず怯えつつもドラえもん達やミクロスと共に鉄人兵団と戦う。メンバーの中で一番リルルを敵視し、壊れかけていた際も完全に破壊すべきだと主張する場面もある。

ゲストキャラクター

リルル

CV：山本百合子（1986年版）/　沢城みゆき（2011年版）

鉄人兵団が地球に送り込んだ少女型ロボット。新旧で性格に違いがある。

当初は兵団の命に忠実に動いていたが、傷を負ったところを人間であるしずかに助けられたことをきっかけに、自分達の行いに迷いを抱くようになる。

ザンダクロス / ジュド

リルルと共に地球に送り込まれた工作用ロボット。

本来の名前はジュドというのだが、事情をしらないドラえもん達が改造してザンダクロスと名付けた。

頭脳はボウリングのボールのような形をしており、翻訳した言葉はかなり悪辣。2011年版では下記のピッポとして登場する。

デザイン担当のたかやはテレビアニメ『機動戦士Ζガンダム』の百式をモデルにした。

ピッポ

CV:小林由美子（2011年版）

のび太のある意見によりジュドの頭脳が、おはなしボックスによって話せるようになった姿。内部構造がひよこのような姿になり、半分に割れた筐体を帽子のように被っている。自分は美声の歌声の持ち主だと思い込んでいる自惚れ屋のジャイアンすらも認めてしまうほどの歌声の持ち主でかつてはそれが原因で迫害を受けたことがある。

当初は原作のように横暴で侵略者にふさわしい振る舞いだったが、ドラえもん達と交流の中で人間に対して考えが変わっていく。