Một kẻ tự xưng là siêu trộm Kaito Deluxe (DX) đã đột nhập vào nhà Nobita lúc nửa đêm và lấy đi quả chuông của Doraemon. Điều này đưa Nobita và nhóm bạn vào cuộc phiêu lưu tại một nơi mang tên "Viện Bảo Tàng Bảo Bối Tương Lai", đây là nơi lưu giữ tất cả các bảo bối tại thế kỷ 22. Cuộc điều tra trở nên phức tạp và kỳ lạ hơn khi có sự xuất hiện của những nhân vật mới.