在利用哆啦A梦的秘密道具所创造出来的海底世界中，正与鱼儿们玩耍的大雄和哆啦A梦一行人，偶然遇见迷路的人鱼族公主－苏菲亚，据说「人鱼族」是在五千年前从外太空迁移到地球生活。而穿上人鱼服的哆啦Ａ梦一行人和苏菲亚一同前往海底世界，原以为会是段愉快的冒险旅程，却在路途上遭遇巨大怪鱼的袭击，虽然有惊无险地逃过一劫，但静香竟被神秘怪客给抓走了。而在哆啦Ａ梦一行人抵达人鱼族宫殿后，得知「人鱼之剑」强大力量的神奇传说，还发现抓走静香的神秘怪客是人鱼族五千年来的宿敌、觊觎「人鱼之剑」已久的「怪鱼族」！为了救回静香及守护人鱼宝剑，哆啦Ａ梦与大雄决定挺身而出，与人鱼族一起同心协力对抗怪鱼族！