大雄和他的朋友們受不了酷夏的炎熱，於是決定前往巨大冰山玩耍。他們使用「冰雕工藝組」做出了一個遊樂園，無意間發現了一個被結凍的手環。哆啦A夢用道具調查之後發現，這個手環居然是在不應該有人類存在的10萬年前的南極被冰封起來的。 他們跑到南極調查手環的主人，竟然在冰層下發現一座巨大的城市遺跡。「我們前往10萬年前，把失物還給主人吧。」哆啦A夢一行人使用時光腰帶」前往10萬年前，遇到了少女卡菈與希亞克伊博士，他們為了拯救自己被冰封的星球，進行太空旅行前來追尋手環之謎。隨著手環的真相逐漸明朗，哆啦A夢他們也將面臨地球凍結的危機！