Tidak dapat menahan panas pertengahan musim panas, Doraemon membawa Nobita dan teman-temannya ke gunung es besar yang mengapung di Pasifik Selatan. Saat membuat taman hiburan dengan alat rahasia “Besi Pengerja Es”, kelompok tersebut menemukan cincin emas misterius di dalam es. Setelah diperiksa lebih dekat, mereka menentukan bahwa cincin itu terkubur di Antartika 100.000 tahun yang lalu – sebelum orang bisa tinggal di sana. Doraemon dan teman-temannya pergi ke Antartika untuk mencari pemilik cincin tersebut dan menemukan reruntuhan kota besar yang terkubur di dalam es. Menggunakan Sabuk Waktu Doraemon, kelompok itu melakukan perjalanan kembali 100.000 tahun yang lalu dan bertemu dengan gadis muda Kara yang terhubung dengan cincin misterius itu. Namun kini kelompok tersebut harus berjuang untuk bertahan hidup saat Doraemon menghadapi krisis pembekuan seluruh Bumi.
