Không thể chịu đựng sức nóng giữa mùa hè, Doraemon vận chuyển Nobita và bạn bè của mình đến một tảng băng trôi lớn nổi ở Nam Thái Bình Dương. Trong khi tạo ra một công viên giải trí với công cụ bí mật "Ice-Work Iron", nhóm tìm thấy một chiếc nhẫn vàng bí ẩn trong băng. Khi kiểm tra chặt chẽ hơn, họ xác định rằng chiếc nhẫn đã được chôn cất ở Nam Cực 100.000 năm trước - trước khi mọi người có thể sống ở đó. Doraemon và bạn bè đến Nam Cực tìm kiếm chủ sở hữu của chiếc nhẫn và đi qua những tàn tích của một thành phố khổng lồ bị chôn vùi trong băng. Sử dụng đai thời gian của Doraemon, nhóm đi lại 100.000 năm trước và gặp cô gái trẻ KARA, người được kết nối với chiếc nhẫn bí ẩn. Nhưng bây giờ, nhóm phải chiến đấu để sống sót khi Doraemon phải đối mặt với cuộc khủng hoảng của toàn bộ Trái đất Đóng băng.