故事始于月球探测器的一个发现，因为偶然拍到了白色的影子，天真的大雄（大原惠美 配音）就断定那肯定是月兔，谁知却因此遭到同学们乃至静香（加薮由美 配音）的嘲笑。作为大雄贴心好奶妈的哆啦A梦（水田山葵 配音）对此怎么能坐视不理呢？于是他拿出秘密道具“异说俱乐部徽章”，以守护“想象力”之名，帮助大雄在月球背面建立了理想的月兔王国。未过多久，神秘少年露卡（皆川纯子 饰）转学来到大雄班里，并受邀进入了月兔王国。
　　只不过本该是大雄想象中的产物，似乎月球内真的隐藏着未知的文明以及难以预测的危机……

　　2022年，天才编程者茅场晶彦所开发的世界最早的完全潜行专用装备设备《NERvGear》。
　　这个革命性的机器给VR（假想现实）世界带来了无限的可能性。那之后经过了4年。。。。。
　　《NERvGear》的后继品VR机为了对抗《AmuSphere》（第二代民用完全潜行机），发售了一个次世代的可穿戴设备《Augma》
　　替换了完全潜行机能，是一个对AR（增强现实）功能进行了最大限度扩大的最先进机种。
　　由于《Augma》在觉醒状态下也可以安全和便利地使用，因此一瞬间便在玩家当中传开了。
　　这个杀手级内容，被叫做《Ordinal Scale序列之争（OS）》，是《Augma》专用的ARMMO RPG。
　　亚斯娜和伙伴们会玩的这个游戏，桐人也准备参战了。。。。

　　在秩序井然的艾嘉王国，人类谨遵祖先的教训，绝不抬头仰望苍穹，放纵思绪流淌狂奔。传说在很久以前，地上的人们挑战造物，结果致令重力反转，难以数计的人类和建筑“坠入”蓝天，销声匿迹。但森严的秩序和自由思想势必发生冲突，少年艾吉（冈本信彦 配音）夜晚偷偷溜到野外，躺在草地上仰望繁星点点的夜空，而就在此时，身后的洞口出现了一个神色慌张的女孩。她叫帕特玛（藤井雪代 配音），拥有和艾吉全然相反的重力场。为了防止帕特玛跌落到空中，艾吉小心翼翼将其带到小屋保护起来。可是政府很快发现了帕特玛的踪迹，最高领导人动员全部力量展开围捕。
　　在你来我往的追逐过程中，艾嘉王国和反转人的秘密也悄然揭开……

　　大都市梅陀宝丽斯，被称之为本时代进步象征的超级摩天大厦正在举行落成典礼。手握本市实权的RED先生（石田太郎 配音）台上演讲正酣，台下一名黑衣青年男子ROCK（冈田浩晖 配音）却在警备重重下公然拔枪杀人，群众一阵哗然骚乱。目睹此事的日本侦探伴俊作，携外甥剑一（小林桂 配音），开始进行全市的追凶调查。但是ROCK被判明只是射杀了机器人，凶手若无其事的离去了。
　　梅陀宝丽斯由先进的地上部分和颓败的地下部分构成二重结构的都市体系，在这个城市生存的人类中间，有从高度发达的机器人世界中受益，享受文明技术优越性的人，也有反之被机器人夺走工作无以糊口的人，还有要求让机器人同样享有人权自由的群众团体。随着调查的深入，实施的真相渐渐浮出水面，机器人和人类最终是一起平等生存，还是一起毁灭……
　　本片改编自手冢治虫出版于1949年的同名漫画。