《蜡笔小新：决一胜负！逆袭的机器人爸爸》在一个美好的周末，野原信之介（矢岛明子配音）和父亲弘（藤原敬二配音）一起去看了一部机器人科幻电影。走出戏院后，父子俩兴致勃勃地玩健身游戏。谁知道弘不慎扭伤了腰。无法忍受妻子破碎的思绪，光智去医院看病，但医院周末休息，父子俩只好去公园休息，被母团赶了出去。父子俩走回家的时候，养眼的广智被一家按摩店漂亮的接待员所吸引，于是送小欣回家，他也跟着对方进了店。从昏迷中醒来的博志急忙赶回家，吓坏了全家人。原来，他被一家美容院变成了机器人。在最初的震惊和恐惧之后，野原一家逐渐习惯了这个可以做所有家务的新父亲。然而，随着城市里的机器人爸爸越来越多，一场潜在的危机已经悄然浮出水面……