本片是动画和真人相结合的影片,讲述一对姐弟玛拉(安雅·泰勒-乔伊配音)和查理(加布里埃尔·贝特曼配音)的冒险故事。当查理意外地消失在摩比世界动画宇宙里,玛拉必须去找到他并把他救回来。在这过程中,她结识了新伙伴——美食车司机戴尔(吉姆·加菲根配音)、潇洒帅气的特工雷克斯·达舍(丹尼尔·雷德克里夫配音)、一个忠心耿耿的机器人和一个仙女教母(梅根·崔娜配音)。亚当·兰伯特则为大反派马克西姆斯皇帝配音。。在传说中,人鱼的肉是众人趋之若鹜的珍贵药材,凡是食用它的人,即可获得永生不死的荣耀。在一次偶然中,渔夫涌太(山寺宏一 配音)和伙伴们捕获了一奇怪的肉块,鬼使神差中,三人分食了此物,不久之后,其中的两人暴毙,而不知是幸运还是不幸,从这天起,幸存下来的涌太成为了不死之人。经过了几百年是世事变迁,涌太终于无法忍受独活的孤独和寂寞,他决定走遍世界各地,发誓要找到解除永生诅咒的方法。
在世界的某处,被村人监禁的名叫真鱼(高山南 配音)的女子在姥姥的哄骗下吃下了人鱼的肉。涌太和真鱼,当两人相遇时,命运之轮开始转动,两个背负着永生罪孽的人,踏上了充满危险和死亡的逃亡道路。。在一次偶然的情况下,大雄(小原乃梨子 配音)与多啦A梦(大山羡代 配音)穿过秘密通道时空圈,闯进一个森林中古代文明的国度——玛雅王国,他们遇上跟大雄长得一模一样的迪奥(绪方惠美 配音),迪奥是玛雅王国的王子。迪奥王子的母亲中了魔女娜汀拉(唐泽润 配音)的诅咒,长眠不醒。为了救母亲,迪奥王子一定要打败娜汀拉。因此在森林中修炼。迪奥王子从大雄口中得知现代日本的事,便对日本产生兴趣,所以迪奥便希望与大雄转换身份,到日本修炼。大雄便成为了王子;王子就成了大雄,各自展开不一样的生活,最后迪奥在日本认识了技安等人,他们一起去对抗娜汀拉,究竟他们能否打败娜汀拉救迪奥的母亲……
本片是为了纪念哆啦A梦诞生30周年而制作的,是哆啦A梦电影系列第21部作品。。