Semua bermula dari hal sepele pada perdebatan Nobita dan teman-temannya soal destinasi liburan musim panas. Alih-alih memilih gunung, Nobita justru mengusulkan sesuatu yang tak masuk akal: berkemah di tengah laut! Berbekal gadget “Buggy” dan “Cahaya Adaptasi” milik Doraemon, mereka pun menyelam ke kedalaman yang belum pernah mereka bayangkan sebelumnya.
Yang tadinya sekadar niat healing di bawah laut, perlahan berubah menjadi sesuatu yang jauh lebih besar. Mereka bertemu sosok misterius dari Federasi Mu, sebuah peradaban bawah laut yang selama ini bersembunyi dari dunia manusia. Warga Mu memandang manusia daratan dengan penuh curiga, dan kepercayaan itu harus dibangun perlahan-lahan.