Khởi nguồn từ chuyến tìm kiếm tư liệu học tập về đại dương, nhóm bạn gồm Nobita, Shizuka, Jaian và Suneo đã cùng chú mèo máy bước qua cánh cửa thần kỳ để tiến vào lòng biển sâu. Cả nhóm cùng nhau bước lên một con tàu khổng lồ nhằm khám phá những điều bí ẩn dưới đáy đại dương và săn tìm kho báu cổ xưa. Thế nhưng, một biến dạng không thời gian bất ngờ xảy ra cuốn toàn bộ nhóm trôi dạt về thế kỷ mười bảy ngay giữa cơn bão biển dữ dội. Thảm họa đắm tàu ập đến khiến chiếc túi bảo bối của chú mèo máy thất lạc, đẩy những người bạn nhỏ vào tình thế ngàn cân treo sợi tóc và phải nỗ lực tìm kiếm lối thoát để trở về hiện tại. Tác phẩm hoạt hình gia đình Doraemon: Nobita Du Hành Biển Phương Nam đến từ Nhật Bản có thời lượng 91 phút dưới hình thức phim điện ảnh. Phim có sự tham gia của các nghệ sĩ tên tuổi gồm Nobuyo Oyama, Kazuya Tatekabe và Noriko Ohara.