スネ夫に新型のペットロボットを自慢されたのび太は、「ペットロボットが欲しい」とドラえもんに懇願し、「君には僕と言うネコ型ロボットがいるじゃないか」と怒られてしまう（映画では「ドラえもんはペットではない」とのび太のフォローがある）。のび太は腹いせに未来デパートにロボットを大量注文する。町中で騒動を巻き起こしたロボットたちは、ドラえもんによって何とか返品されたものの、1体だけ少年型のロボットが残ってしまった。しかも、そのロボットは地球の技術で作られたものではなく、どうやら超空間内で紛れ込んでしまったらしい。
ドラえもんたちは、時空間ナビを装備した新型タイムマシンでロボット少年を元の世界に帰すことに。時空の迷宮に迷い込んで何とかたどり着いたものの、タイムマシンは壊れてしまう。
その世界では、ロボットから感情を抜き取ってしまう「ロボット改造命令」が出されていた。少年ロボットであるポコは、母親と共に追っ手のドロイド兵から逃げる途中だったのだ。捕まった母親を助けようと飛び出して行ったポコを追いかけたのび太たちの前にドロイド兵が現われ、ドラえもんは拉致されてしまう。
