Incapace di sopportare il caldo estivo, Doraemon trasporta Nobita ei suoi amici su un enorme iceberg che galleggia nel Pacifico meridionale. Durante la creazione di un parco divertimenti con lo strumento segreto "Ice Working Iron", il gruppo trova un misterioso anello d'oro nel ghiaccio. Dopo un ulteriore esame, determinano che l'anello fu sepolto in Antartide 100.000 anni fa, prima che le persone potessero vivere lì. Doraemon ei suoi amici vanno in Antartide alla ricerca del proprietario dell'anello e trovano le rovine di una grande città sepolta nel ghiaccio. Usando la cintura del tempo di Doraemon, il gruppo viaggia indietro di 100.000 anni e incontra la giovane Kara, che è collegata al misterioso anello. Ma ora il gruppo deve lottare per sopravvivere mentre Doraemon affronta la crisi del congelamento dell'intera Terra.