Nobita encuentra por accidente un huevo fosilizado de dinosaurio, y con la ayuda de Doraemon consigue que el huevo se desarrolle y nazca el dinosaurio de su interior. Sin embargo, Nobita sabe que no pueden quedarse con él para siempre, así que decide llevarlo de vuelta a la prehistoria donde, lamentablemente, un grupo de cazadores del futuro está poniendo en peligro la vida de los dinosaurios. Nobita y sus amigos viajarán al pasado donde se verán envueltos en una emocionante aventura.