Yaz sıcağına dayanamayan Doraemon, Nobita ve arkadaşlarını Güney Pasifik'te yüzen devasa bir buzdağına götürür. Grup, "Ice Working Iron" gizli aracıyla bir eğlence parkı yaratırken buzun içinde gizemli bir altın yüzük bulur. Daha ayrıntılı incelemelerde, yüzüğün Antarktika'ya 100.000 yıl önce, insanlar orada yaşamadan önce gömüldüğünü belirlediler. Doraemon ve arkadaşları, yüzüğün sahibini aramak için Antarktika'ya giderler ve buza gömülü büyük bir şehrin kalıntılarını bulurlar. Grup, Doraemon'un zaman kemerini kullanarak 100.000 yıl geriye gider ve gizemli yüzüğün bağlantısı olan genç Kara ile tanışır. Ancak şimdi, Doraemon tüm Dünya'nın donması kriziyle karşı karşıya kalırken grup hayatta kalmak için savaşmalıdır.