在利用哆啦A夢的秘密道具所創造出來的海底中，正與魚兒們玩耍的大雄和哆啦A夢一行人，偶然遇見迷路的人魚族公主－蘇菲亞，據說「人魚族」是在五千年前從外太空遷移到地球生活。而穿上人魚服的哆啦Ａ夢一行人和蘇菲亞一同前往海底世界，原以為會是段愉快的冒險旅程，卻在路途上遭遇巨大怪魚的襲擊，雖然有驚無險地逃過一劫，但靜香竟被神秘怪客給抓走了。而在哆啦Ａ夢一行人抵達人魚族宮殿後，得知「人魚寶劍」強大力量的神奇傳說，才發現抓走靜香的神秘怪客是覬覦「人魚寶劍」已久的「怪魚族」！為了救回靜香及守護人魚寶劍，哆啦Ａ夢與大雄決定挺身而出，與人魚族一起同心協力對抗怪魚族！