大雄想要潜水，哆啦A梦造出一片大海，城市变成了海底都市。大雄他们和鱼儿一同在海中畅游，玩得不亦乐乎。这时，五千年前来到地球的人鱼公主索菲亚迷路游到了这里，大雄等人和她成了好朋友。公主给大家穿上人鱼装，带他们来到了人鱼世界。正当大家开心地进行海中大冒险时，一条巨型海鳝突然袭来。众人在危急时刻脱险，可静香却被不明身份的人掳走了。哆啦A梦一行人在人鱼族的宫殿里听闻了“人鱼之剑”的传说，这把剑与人鱼族和怪鱼族的宿怨有关。为了抢夺宝剑，怪鱼族再次发动攻击。为了保护人鱼族公主、重要的宝剑以及海洋，大雄等人决定和人鱼族一起对抗怪鱼族的侵略。