Tidak dapat menanggung panas pertengahan musim panas, Doraemon mengangkut Nobita dan teman-temannya ke gunung es yang besar mengambang di Pasifik Selatan. Saat membuat taman hiburan dengan alat rahasia "besi kerja es" kelompok menemukan cincin emas misterius di es. Setelah pemeriksaan lebih dekat, mereka menentukan bahwa cincin itu dimakamkan di Antartika 100.000 tahun yang lalu - sebelum orang bisa tinggal di sana. Doraemon dan teman-teman menuju ke Antartika mencari pemilik cincin dan menemukan reruntuhan kota besar yang terkubur di es. Menggunakan Sabuk Waktu Doraemon, Grup berjalan kembali 100.000 tahun yang lalu dan bertemu dengan gadis muda Kara yang terhubung dengan cincin misterius. Tetapi sekarang kelompok itu harus berjuang untuk bertahan hidup karena Doraemon menghadapi krisis seluruh pembekuan Bumi.