ไม่สามารถทนความร้อนกลางฤดูร้อนได้โดราเอมอนส่งโนบิตะและเพื่อน ๆ ไปยังภูเขาน้ำแข็งขนาดใหญ่ที่ลอยอยู่ในมหาสมุทรแปซิฟิกใต้ ในขณะที่สร้างสวนสนุกด้วยเครื่องมือลับ “ไอซ์ทำน้ำแข็ง” กลุ่มพบแหวนทองคำลึกลับในน้ำแข็ง เมื่อตรวจสอบอย่างใกล้ชิดพวกเขาพบว่าแหวนถูกฝังในทวีปแอนตาร์กติกาเมื่อ 100,000 ปีก่อน – ก่อนที่ผู้คนจะอยู่ที่นั่น โดราเอมอนและผองเพื่อนมุ่งหน้าสู่แอนตาร์กติกากำลังมองหาเจ้าของแหวนและเจอซากปรักหักพังของเมืองใหญ่ที่ถูกฝังอยู่ในน้ำแข็ง การใช้เข็มขัดเวลาของโดราเอมอนกลุ่มเดินทางย้อนกลับไป 100,000 ปีก่อนและพบกับหญิงสาวคาร่าที่เชื่อมต่อกับแหวนลึกลับ แต่ตอนนี้กลุ่มต้องต่อสู้เพื่อเอาชีวิตรอดเนื่องจากโดราเอมอนต้องเผชิญกับวิกฤตการแช่แข็งทั้งโลก
