小夫的炫耀一如既往讓大雄氣憤不已，爲了幫大雄實現潛水的心愿，哆啦A夢將整個城市變成了虛擬海洋，並利用道具引來了海洋中的生物。一個美人魚來到了城市裡，卻陰差陽錯被困了下來。她名叫蘇菲亞，是人魚一族的公主。據說，人魚族在五千年前生活在另一顆星球，愛好和平的他們因受到另一族的侵略而來至地球避難，從此在這裡紮根。大雄、靜香他們很快和蘇菲亞成爲好朋友，並答應幫她尋找人魚族傳說的寶物「人魚之劍」。正當小夥伴們在深海中盡情玩耍之時，危險不期而至。當初侵略了人魚族家鄉的外星惡魔也來到地球尋找人魚之劍，小夥伴們即將展開新的冒險……
本片爲哆啦A夢劇場版開播30周年紀念作品。