〈ロボ彗星〉に住む・ロボリィはなんでも作れるロボットの女の子。でもたった1つだけ作れない“大切なもの”があることを知り、それを見つけるためロボ彗星を飛び出してしまいます。旅の途中、ロボリィと小鳥ロボット・コトは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。そこでアンパンマンたちと出会い、一緒に楽しい時間を過ごす中で、ロボリィは胸が“ぽかぽか”することに気が付きます。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”で大暴れ。みんなの心がぽかぽかあたたまる、ワクワクドキドキの大冒険がはじまります。