Incapace di sopportare il caldo dell'estate, Doraemon trasporta Nobita ei suoi amici con un enorme iceberg galleggiante nel Pacifico meridionale. Il gruppo trova un misterioso anello d'oro nel ghiaccio. Ad un esame più attento, si scopre che l'anello era stato sepolto in Antartide 100.000 anni prima. Doraemon e gli amici si dirigono in Antartide alla ricerca del proprietario dell'anello e si imbattono nelle rovine di un'enorme città sepolta nel ghiaccio. Usando la Doraemon's Time Belt, il gruppo viaggia indietro nel tempo e incontra la giovane ragazza Kara che è collegata al misterioso anello. Ma ora il gruppo deve lottare per la sopravvivenza mentre Doraemon affronta la crisi dell'intera Terra che si congela...