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。

大雄和哆啦A梦利用虚构水面模拟器把城市变成为海底世界，正与鱼儿们玩耍的他们，偶然遇见了迷路的人鱼族公主－苏菲娅，据说“人鱼族”是在五千年前从外太空迁移到地球生活。他们一行人决定与苏菲娅一起游览海底世界…。 正当他们穿上人鱼套装，愉快地进行海底冒险时，突然遭到巨大海鳝的袭击，而静香也被神秘人捉走了…。哆啦A梦等人从人鱼族的宫殿里知道了“人鱼之之剑”有着不可思议的传说。于是围绕这把剑，人鱼族和怪鱼族的战斗开始了…。