小夫（肝付兼太 配音）炫耀自己家的暴龍趾骨化石。大雄（小原乃梨子 配音）眼紅并信口開(kāi)河表要找大整架恐龍化石，否則便用鼻子吃意大利粉。于是，他便前往圖書(shū)館借了些有關(guān)恐龍化石的書(shū)籍。后來(lái)他在附近的斷層挖到一枚恐龍蛋的化石，借了哆啦A夢(mèng)（大山羨代 配音）的時(shí)光布還原得到一只雙葉頸龍，并以叫聲將之命名為皮助（橫澤啟子 配音）。很快大雄和它成為好朋友，但因它越長(zhǎng)越大且被人發(fā)現(xiàn)，故大雄決定將他送回白堊紀(jì)時(shí)代。可是，后來(lái)卻發(fā)現(xiàn)將它錯(cuò)送到上古的北美洲。于是，大雄一行人乘時(shí)光機(jī)再次回到恐龍時(shí)代，但途中被欲搶皮助的神秘人追擊，時(shí)光機(jī)因而故障，使大家必須靠自己沿著古陸塊回到日本。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的冒險(xiǎn)，神秘人物再度出現(xiàn)希望獲得皮助，原來(lái)是他來(lái)自未來(lái)的違法恐龍獵人（加藤精三 配音），要獲得皮助賣(mài)錢(qián)，要大雄一行以交出皮助為條件，換取將他們用時(shí)光機(jī)送回家，大雄將會(huì)如何取舍，回到自己家...