Dua butir telur dari pameran fosil — siapa sangka bakal menetas jadi dinosaurus sungguhan di kamar Nobita. Apalagi spesiesnya ternyata belum pernah tercatat sains. Nobita dan Doraemon sadar mereka nggak bisa pelihara makhluk prasejarah di zaman modern. Satu-satunya jalan: bawa si kembar pulang ke habitat aslinya, 66 juta tahun lalu. Bersama teman-teman, mereka memulai perjalanan ke era kapur dengan mesin waktu. Tapi mengembalikan dinosaurus ke masa purba berarti mengubah sejarah — dan bukan cuma soal kapan mereka dilepas.