高田玩具店老板之子小剛（櫻井翔飾）繼承家族機械天賦，發明了巨型戰斗機器狗"小狗俠汪汪"。他與女友小愛（福田沙紀飾）組成正義組合"小雙俠"，致力于守護世界和平。以女盜賊多龍芝（深田恭子飾）為首的杜倫布賊黨，攜隨從童茲拉（小林劍道飾）與波亞基（生瀨勝久飾），受盜賊之神骷髏貝驅使，四處搜尋傳說中能實現愿望的骷髏石碎片。考古學家海江田博士（阿部隆史飾）之女翔子（岡本杏理飾）因父親尋找骷髏石失蹤而向小雙俠求助。得知骷髏貝企圖毀滅世界的陰謀后，小剛與小愛駕駛小狗俠汪汪展開追擊，在空中要塞決戰中徹底粉碎杜倫布賊黨的野心，成功阻止骷髏石引發的末日危機。這場跨越陸海空域的正邪對抗，最終以小雙俠標志性的勝利姿態為世界贏得新的和平。