เรื่องราวเริ่มต้นเมื่อโนบิตะอยากออกไปตามล่าหาขุมทรัพย์กลางมหาสมุทร โดราเอมอนจึงใช้ของวิเศษค้นหาจนพบเบาะแสของเกาะมหาสมบัติลึกลับ แต่ในระหว่างการเดินทาง พวกเขาถูกโจมตีโดย “โจรสลัด” จนทำให้โดราเอมอนและเพื่อนๆ พลัดหลงกัน โนบิตะและโดราเอมอนไปติดอยู่บนเกาะประหลาดและได้พบกับ “แจ็ค” เด็กชายลูกเรือโจรสลัดที่ตามหาพ่อแม่ที่หายไป พวกเขาต้องเผชิญหน้ากับด็อกเตอร์แคช วายร้ายที่วางแผนดัดแปลงสัตว์ทะเลให้กลายเป็นอาวุธ และต้องไขความลับของเกาะที่ซ่อนอยู่ใต้ทะเลลึกเพื่อช่วยโลกและกลับบ้านอย่างปลอดภัย