Nobita tình cờ tìm thấy một quả trứng khủng long hóa thạch, và với sự trợ giúp của các công cụ của Doraemon, họ đã ấp trứng và bắt đầu nuôi khủng long. Biết không thể giữ mãi chú khủng long, Nobita buộc phải gửi nó về thời tiền sử, nơi có một nhóm thợ săn đến từ tương lai đang đe dọa gây nguy hiểm cho loài khủng long. Quyết tâm giải cứu loài khủng long khỏi móng vuốt của bọn thợ săn, Doraemon và nhóm bạn trở về quá khứ và bắt đầu cuộc phiêu lưu thời tiền sử.
