Nobita encuentra por casualidad un huevo de dinosaurio fosilizado y, con la ayuda de los artilugios de Doraemon, lo incuban y empiezan a criar al dinosaurio. Consciente de que no pueden quedarse con el dinosaurio para siempre, Nobita se ve obligado a devolverlo a la prehistoria, donde un grupo de cazadores del futuro amenaza con poner en peligro a los dinosaurios. Decididos a salvar a los dinosaurios de las garras de los cazadores, Doraemon y la pandilla regresan al pasado y se embarcan en una aventura prehistórica.
