ある日、昼寝をしていたドラえもんは、謎の男・怪盗ＤＸに鈴を盗まれてしまう。「シャーロック・ホームズセット」で探したところ、未来にある「ひみつ道具博物館」に手がかりが･･･。 鈴を取り戻すために、のび太たちは未来へ向かう！

そこはすべてのひみつ道具が展示してある夢のような博物館。見習い道具職人でガイドのクルトに博物館を案内してもらっていたのび太たちだったが、ひみつ道具博物館でも怪盗ＤＸによってひみつ道具が次々となくなる事件が！

はたしてドラえもんの鈴は無事に取り戻せるのか！？ 怪盗ＤＸの正体とは？ ひみつ道具の謎がついに明かされる！！