Un buen día, un misterioso ladrón llamado Deluxe se cuela por el agujero dimensional y le arrebata el cascabel a Doraemon mientras duerme. Para localizar el cascabel perdido, Doraemon le da a Nobita un traje de detective "sherlockiano" (con gorra, bastón y lupa), con el que reúne las pistas que les llevan a él y a sus amigos al Museo del futuro, en el siglo XXII.
Allí, la tropa conoce las historias del director del museo, los profesores Hartmann y Peppler, y el nieto del primero, Kurt Hartmann, un aspirante a inventor que no crea más que desastres. Son grandes hombres con grandes secretos... Y una amenaza que sobre ellos se cierne.
¿Conseguirán Doraemon, Nobita y compañía superar el doble reto de recuperar el cascabel y ayudar a proteger el museo del peligro inminente? ¡No es tan elemental, querido Doraemon!