なんでも作れるロボットたちが住む〈ロボ彗星〉。この星で暮らすロボットの女の子・ロボリィは何をするにもいつも一番！ところがそんなロボリィにもたった１つだけ作れない“大切なもの”があることを知り、それを見つける為にロボ彗星を飛び出してしまいます。その旅の途中、ロボリィと相棒の小鳥ロボット・コトはすてきなオルゴールが入ったプレゼントの箱を拾い、落とし主を探すためにアンパンマンワールドへやってきます。アンパンマンたちと出会い、一緒に楽しい時間を過ごしていく中で、ロボリィはなぜか胸が“ぽかぽか”することに気がつきます。はじめての気持ちに不思議に思いながらもロボリィはアンパンマンや仲間たちと少しずつ絆を深めていきます。その頃、ばいきんまんはロボ彗星を〈バイキンロボ彗星〉にしようと最強メカ“ロボキング”を発明して大暴れ！果たして、アンパンマンたちはばいきんまんからロボ彗星を守ることができるのでしょうか？そして、ロボリィは“大切なもの”を見つけることができるのでしょうか！？
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