Pewnego dnia sympatyczny, lecz nieporadny uczeń Nobita przypadkiem znajduje tajemnicze skamieniałe jajo. Ku jego zaskoczeniu wykluwa się z niego uroczy mały dinozaur, którego chłopiec nazywa Pisuke. Nobita szybko zaprzyjaźnia się ze swoim niezwykłym pupilem i opiekuje się nim, utrzymując jego istnienie w tajemnicy. Jednak gdy Pisuke szybko rośnie, ukrywanie go przed otoczeniem staje się coraz trudniejsze. Wraz z pomocą niezawodnego robota Doraemona oraz paczki oddanych przyjaciół, Nobita decyduje się przenieść Pisuke do czasów dinozaurów. Podczas wyprawy dzieci będą musiały zmierzyć się z niebezpieczeństwami prehistorycznego świata oraz grupą złoczyńców polujących na rzadkie gatunki. Film utrzymany jest w ciepłym, pełnym humoru i wzruszeń klimacie, pokazującym siłę przyjaźni, troski i odwagi w obliczu nieznanego.
