为了大雄想要潜水的要求， 哆啦A梦造出一片大海，把城市变成了海底都市，大雄他们和各种鱼儿一起在海中遨游，玩得十分尽兴。不料，五千年前来到地球的人鱼公主索菲亚竟然迷路游到了这里。大雄等人和索菲亚成了好朋友。公主让大家穿上人鱼装，把他们带到了人鱼世界。正当一行人开心地尽兴海中大冒险时，一条巨型海鳝袭来。众人在千钧一发之际脱险，而静香却不知被什么人掳走了。哆啦A梦一行人在人鱼族的宫殿得知了“人鱼之剑”的传说。这把剑关系到人鱼族与怪鱼族之间的宿怨。为了抢夺宝剑，怪鱼族再度袭来。为了保护人鱼族的公主与他们重要的宝剑以及海洋，大雄等人将与其共同对抗怪鱼族的侵略。