夏休みのグループ研究で「浦島太郎（うらしまたろう）のナゾ」について調べたいというのび太。そこで、ドラえもんが未来の歴史調査課（れきしちょうさか）に問い合わせたところ、浦島太郎という人物が本当にいたことがわかる。 さっそく、『タイムマシン』で浦島太郎が行方不明になったという１０４９年の夏の海岸へと向かったのび太たちは、到着（とうちゃく）した海岸で、子どもたちがカメをいじめているところに出くわす。すると、そこに一人の男があらわれ、子どもたちからカメをうばってしまった！ しずかは持っていたブローチを男にわたしてカメを助けるが、そのカメがにげようとしたため、あわててつかまえると、今度はそこに本物の浦島太郎があらわれ、カメを放すよう言われてしまう。 そして、浦島太郎がカメを海に放した直後、なんと海の中から宇宙（うちゅう）船のような潜水艇（せんすいてい）があらわれたからビックリ！ その後、浦島太郎を乗せて、海中へと消えていく潜水艇を、のび太たちが『潜水ゴンドラ』に乗って追いかけたところ、海の中に大きな竜宮（りゅうぐう）城が出現（しゅつげん）して…！？