ドラえもん ぼく、桃太郎のなんなのさ

夏休みの宿題で町の歴史を調べることになったのび太は、ドラえもんのひみつ道具「タイムカメラ」を使い、様々な時代の町の風景を撮影していく。その中で、最後に撮った写真に、日本の昔話に登場する桃太郎が宝物を積んだ荷車を引いている姿が偶然写り込む。 後日、のび太のママが知り合った外国人男性が、侍のような格好をした人物の古い写真を見せる。その人物は写真に写っていた桃太郎に酷似しており、男性は先祖代々受け継がれてきたその写真の真実を求めて日本へやってきたという。 この出来事をきっかけに、桃太郎が実在した人物ではないかと考えたのび太は、ドラえもん、しずか、ジャイアン、スネ夫と共にタイムマシンで日本の過去へ向かう。彼らは、桃太郎にまつわる謎を解き明かすため、時を超えた冒険に挑む。