나른한 오후, 팥빵을 잔뜩 먹고 졸음을 참지 못한 도라에몽은 벽장 속에서 낮잠을 자던 중 누군가가 자신의 목에 달린 노란 방울을 훔쳐갔다는 사실을 알고 혼비백산한다. 도라에몽 4차원 주머니 속에서 셜록홈즈 세트를 꺼내 추리해보니, 범인의 이름은 ‘괴도디럭스’. 단서는 ‘22세기 비밀도구 박물관’! 비밀도구들이 하나씩 사라질 때마다 의문의 예고장을 보내는 괴도디럭스의 정체를 찾아 진구와 친구들은 함께 나서는데…