เพื่อหลบหนีจากความร้อนระอุในฤดูร้อน โนบิตะและผองเพื่อนจึงเดินทางไปยังภูเขาน้ำแข็งขนาดมหึมาในมหาสมุทรใต้ พวกเขาบังเอิญพบ “แหวนทองปริศนา” ที่ถูกแช่แข็งไว้นับแสนปี เมื่อตรวจสอบดูพบว่าแหวนนี้มาจากอารยธรรมโบราณที่ถูกลบเลือนไป โดราเอมอนจึงพาทุกคนย้อนเวลากลับไปสู่ขั้วโลกใต้เมื่อ 1 แสนปีก่อน เพื่อตามหาเจ้าของแหวนและกอบกู้ดวงดาวที่กำลังจะกลายเป็นน้ำแข็ง พร้อมทั้งเผชิญกับปริศนาของสัตว์ยักษ์และการเอาชีวิตรอดในพายุน้ำแข็งที่เย็นสุดขั้ว