Tijdens de zomervakantie gaan Nobita en zijn vrienden met Doraemons onderzeeboot op zoek naar een scheepswrak in de Atlantische Oceaan. Doraemon heeft een speciaal pistool ontworpen dat het mogelijk maakt dat ze onderwater kunnen leven. Echter komen ze er achter dat deze geen energie meer heeft. Gelukkig worden ze gered door enkele onderwaterwezens, die inwoners zijn van het koninkrijk Mu. Vervolgens wordt hen verteld dat een ander onderwaterrijk, Atlantis, nu in de macht is van robots.