映画ドラえもん のび太の人魚大海戦
全国366スクリーンで公開され、2010年3月6日 - 7日初日2日で動員49万8,198人、興収5億5,348万3,650円を記録、映画観客動員ランキング(興行通信社調べ)で『アバター』『ライアーゲーム ザ・ファイナルステージ』を抑え初登場第1位を獲得した。またぴあ初日映画満足度ランキングでも第2位となっている。更に公開から30日間で動員261万6,561人、27億6,837万4,530円に達し、観客動員ランキング5週連続第1位となり、上映1回あたりの平均座席数も非常に高い数値となっている。
2010年3月20日には、映画ドラえもんシリーズ通算全30作の累計観客動員が9000万人を突破した。
2011年には、第34回日本アカデミー賞優秀アニメーション作品賞にノミネートされた。
『小説 映画ドラえもん のび太の人魚大海戦』(ISBN 9784092314399)のタイトルで2022年12月16日に小学館ジュニア文庫より新書判と電子書籍版が発売。著者は『小説 映画ドラえもん のび太の宝島』『小説 映画ドラえもん のび太の新恐竜』を執筆した涌井学。
公開前日の2010年3月5日、TOHOシネマズ六本木ヒルズで『大人だけのドラえもんオールナイト』が、『復活!大人だけのドラえもんオールナイト!』のタイトルで『のび太のワンニャン時空伝』以来6年ぶりに実施された。本作ほか『ドラえもん のび太の日本誕生』『のび太の宇宙小戦争』の3作品を上映し、これまでのオールナイトで恒例となっていた映画予告編大会も開催された。その他、ゲストとして本作の監督である楠葉宏三と、脚本の真保裕一、飛び入りでチーフプロデューサーの増子相二郎も参加し、トークショーが行われている。