Pewnego dnia Nobita przypadkowo odnajduje wielkiego robota i tajemniczą kulę pochodzącą z innego świata. Wraz z Doraemonem postanawiają go złożyć i nadają mu imię Zanda Claus. Niedługo później okazuje się, że robot pochodzi z odległej planety Mechatopia, której mieszkańcy, zaawansowane maszyny, planują inwazję na Ziemię. Aby ocalić planetę przed nadciągającymi armiami robotów, Doraemon, Nobita oraz ich przyjaciele muszą stanąć do walki. Pomocny stanie się także nieoczekiwanie pojawiający się przyjaciel—dziewczynka-android imieniem Lilulu. W obliczu nieuchronnej bitwy bohaterowie będą zmuszeni zmierzyć się z pytaniami dotyczącymi przyjaźni, lojalności i tego, czy nawet maszyny mogą posiadać uczucia oraz własną wolę. Doraemon Movie 31 to ciepła i emocjonująca przygoda, przepleciona wątkami sci-fi oraz lekcją o odwadze, poczuciu odpowiedzialności i wartości pokoju.