Mùa hè oi bức khiến Nobita cảm thấy khó chịu chỉ muốn ăn đá bào. Doraemon đã đưa cậu đã đến một tảng băng trôi ở Nam Thái Bình Dương. Doraemon dùng bảo bối làm băng thành khu công viên giải trí sau đó rủ Shizuka, Jaian và Suneo đến cùng. Trong lúc mọi người vui chơi thỏa thích thì Nobita cảm thấy có gì đó bên trong đường hầm và cậu vô tình tìm thấy chiếc vòng màu vàng bí ẩn vùi trong lớp băng. Nobita đã dùng que băng tạo hình để lấy nó ra. Ngay sau đó lớp băng nứt khiến công trình cậu xây trở thành một đống đổ nát. Sau đó cậu đưa cho Doraemon kiểm tra bằng Máy xác định niên đại thì phát hiện chiếc vòng có niên đại hơn một trăm ngàn năm về trước tại Nam Cực. Lần theo dấu vết cả nhóm phát hiện ra một cung điện kì bí sau lớp băng. Do hiện tại không có ai ở đây nên mọi người đã dùng Thắt lưng thời gian quay về một trăm ngàn năm trước để tìm hiểu và làm quen được với Carla và Tiến sĩ Hyakkoi - người từ hành tinh Hyogahyoga đến Trái Đất để tìm chiếc nhẫn phong ấn sức mạnh của Blizzarga (氷の使者(ブリザーガ) - "Sứ giả băng giá") đang làm quê hương họ bị đóng băng. Đang trên đường đi thì Blizzaga đã giả dạng thành Doraemon để làm hại mọi người. May mắn thay, Nobita đã nhận ra được Doraemon thật là ai khiến Blizzaga nổi giận tấn công. Mọi người phải đóng băng mới thoát khỏi. Nhưng sau đó tiến sĩ thông báo phải trả lại chiếc nhẫn đó cho Blizzaga vì hắn sẽ sớm thoát khỏi lớp băng. Sau đó mọi người trốn chạy hắn, lớp tuyết đang bị lỡ, Nobita trước khi dịch chuyển bằng bảo bối "Time Belt" (Thắt lưng Thời gian) lại để tuột tay Doraemon nên Doraemon bị bỏ lại một trăm ngàn năm trước. Sau khi đã an toàn, Jaian và Suneo đã đổ lỗi cho Carla vì lấy chiếc vòng mà Doraemon mất tích và Trái Đất đóng băng. Nhưng Nobita không chấp nhận mà còn muốn về lại quá khứ để cứu Doraemon và phong ấn Blizzaga. Và họ phát hiện ra Momosuke chính là Yukatan, ở một trăm ngàn năm trước Doraemon đã gửi pin dự phòng Thắt lưng thời gian cho Momosuke sau đó cho nó ngủ đông để một trăm ngàn năm sau đưa đến cho Nobita. Sau khi thay pin, mọi người đã cùng nhau trở lại cứu Doraemon...
