Để tránh cái nóng oi bức của mùa hè, Nobita và những người bạn đã tìm đến một tảng băng trôi lớn và tự xây cho mình một công viên bằng băng từ những bảo bối của Doraemon. Trong lúc ấy, nhóm bạn vô tình tìm được chiếc nhẫn lạ bị chôn vùi trong băng đá. Qua nhiều nỗ lực tìm hiểu, những người bạn nhỏ đã khám phá ra rằng xuất xứ của chiếc nhẫn này là từ vùng Nam Cực ở quá khứ 100,000 năm về trước. Với khát khao mạnh mẽ nhằm tìm kiếm chủ nhân của nó, Doraemon và những người bạn quyết định thực hiện một chuyến hành trình đến Nam Cực. Ở đó, họ đã phát hiện ra dấu tích của một thành phố khổng lồ chìm trong băng.

phim mở đầu bằng việc Nobita và nhóm bạn thân thiết của mình là Shizuka, Suneo, Jaian cùng Doraemon dùng “cánh cửa thần kỳ” di chuyển đến một tảng băng trôi khổng lồ ở Nam Cực xa xôi, hòng tránh được cái nóng oi bức khó chịu của mùa hè nước Nhật. Trong lúc dùng bảo bối của Doraemon để kiến tạo tảng băng trôi thành khu công viên giải trí thì Nobita vô tình tìm thấy chiếc vòng màu vàng bí ẩn vùi sâu trong lớp băng. Từ đây, nhóm bạn đã phát hiện ra chiếc vòng là một phần của một bí ẩn nào đó có niên đại hơn trăm ngàn năm về trước tại Nam Cực.