Incapaz de suportar o calor do verão, Doraemon transporta Nobita e seus amigos para um enorme iceberg flutuando no Pacífico Sul. Ao criar um parque de diversões com a ferramenta secreta "ferro de trabalho no gelo", o grupo encontra um misterioso anel de ouro no gelo. Após um exame mais detalhado, eles determinam que o anel foi enterrado na Antártida há 100.000 anos - antes que as pessoas pudessem ter vivido lá. Doraemon e amigos vão para a Antártida à procura do dono do anel e se deparar com as ruínas de uma enorme cidade enterrada no gelo. Usando o cinto de tempo de Doraemon, o grupo viaja de volta 100.000 anos atrás e conhece a jovem Kara que está conectada ao misterioso anel. Mas agora o grupo deve lutar pela sobrevivência quando Doraemon enfrenta a crise de toda a terra congelante.