Während der Sommerferien können sich Nobita und seine Freunde nicht darauf einigen, wohin sie zum Zelten fahren sollen. Um den Streit beizulegen, schlägt Doraemon eine unkonventionelle Lösung vor: einen Unterwasser-Campingausflug mitten im Ozean. Mit geheimen Gadgets wie dem Unterwasser-Buggy und dem Tekio-Licht (Anpassungslicht) taucht die Gruppe in die Tiefen hinab, um den Meeresboden zu erkunden und verschiedenen Meereslebewesen zu begegnen.

Ihr Abenteuer nimmt eine ernste Wendung, als sie ein gesunkenes Schiff entdecken und einen mysteriösen jungen Mann namens El treffen. Es stellt sich heraus, dass er ein Meeresbewohner ist, ein Einwohner der fortschrittlichen Unterwasserzivilisation, die als Mu-Föderation bekannt ist. Die Menschen von Mu sind Oberflächenbewohnern gegenüber zutiefst misstrauisch, was sofort Spannungen erzeugt. Bevor volles Vertrauen aufgebaut werden kann, erreichen sie alarmierende Nachrichten: Die Teufelsfelsenburg, ein uraltes und gefürchtetes Waffensystem aus dem verlorenen Königreich Atlantis, hat begonnen, sich zu aktivieren. Diese automatisierte Festung, die von Robotern kontrolliert wird, stellt nicht nur für Mu, sondern für die gesamte Oberflächenwelt eine existenzielle Bedrohung dar. Da das als Poseidon bekannte Computersystem natürliche unterseeische vulkanische Aktivität mit einem Angriff verwechselt, bereitet es sich darauf vor, Atomraketen abzufeuern, die die Erde unbewohnbar machen würden.

Nobita, Doraemon, Shizuka, Gian, Suneo und ihr neuer Freund El müssen kulturelle Barrieren überwinden und zusammenarbeiten, um in die Teufelsfelsenburg einzudringen. Zu den Schlüsselfiguren gehört der robotische Unterwasser-Buggy, ein Fahrzeug mit eigener Persönlichkeit, das eine besondere Zuneigung zu Shizuka entwickelt. Die Gruppe gerät in Gefangenschaft und in lebensbedrohliche Situationen, während sie darum kämpft, das außer Kontrolle geratene Computersystem zu deaktivieren, bevor es eine globale Vernichtung auslöst. Das Schicksal sowohl des Meeres als auch des Landes hängt von ihrem Mut und ihrem Vertrauen zueinander ab.