小夫的炫耀一如既往让大雄气愤不已，为了帮大雄实现潜水的心愿，哆啦A梦将整个城市变成了虚拟海洋，并利用道具引来了海洋中的生物。一个美人鱼来到了城市里，却阴差阳错被困了下来。她名叫苏菲亚，是人鱼一族的公主

哆啦A梦与大雄驾驶具有时光跳跃机能的“时光齐柏林飞船”，为了寻找自古以来许多冒险家梦寐以求的亚特兰提斯和龙宫城等每个人都曾想像过的梦幻乌托邦，在空中展开了一场大冒险。