Tidak dapat menahan panas pertengahan musim panas, Doraemon mengangkut Nobita dan rakan-rakannya ke gunung ais besar yang terapung di Pasifik Selatan. Semasa mencipta taman hiburan dengan alat rahsia "Ice-working Iron" kumpulan itu menemui cincin emas misteri di dalam ais. Selepas pemeriksaan lebih dekat, mereka menentukan bahawa cincin itu telah dikebumikan di Antartika 100,000 tahun yang lalu - sebelum orang boleh tinggal di sana. Doraemon dan rakan-rakan menuju ke Antartika mencari pemilik cincin itu dan menjumpai runtuhan bandar besar yang tertimbus di dalam ais. Menggunakan Tali Pinggang Masa Doraemon, kumpulan itu mengembara kembali 100,000 tahun lalu dan bertemu dengan gadis muda Kara yang disambungkan ke cincin misteri itu. Tetapi kini kumpulan itu mesti berjuang untuk terus hidup kerana Doraemon menghadapi krisis pembekuan seluruh Bumi.