โนบิตะ (ให้เสียงโดย เมกุมิ โอะฮาระ) ได้ค้นพบกับฟอสซิลไดโนเสาร์โดยบังเอิญ และจากนั้นเขาก็ใช้ผ้าคลุมกาลเวลาให้กลายเป็นไข่ที่ฟักตัวได้ ไม่นานนักไดโนเสาร์คอยาวน่ารักๆ ก็ฟักออกมาแล้วตั้งชื่อให้ว่า พิสุเกะ โนบิตะก็ได้เลี้ยงดูมันจนเติบโต
กระทั่งพีสุเกะตัวใหญ่เกิดกว่าที่จะดูแลได้ โนบิตะต้องตัดสินใจส่งกลับไปยังยุคของมัน แต่ทว่าดันส่งไปผิดท้องถิ่น โนบิตะจึงขอร้อง โดราเอมอน (ให้เสียงโดย วาซาบิ มิซูตะ) และเพื่อนๆ ให้ช่วยพามันกลับไปยังถิ่นฐานจริงๆ ที่มันอยู่ คือทะเลญี่ปุ่นโบราณ พร้อมกับการหลีกหนีการตามล่าของเศรษฐีชั่วร้ายจากโลกอนาคตที่ต้องการพิสุเกะเพื่อนำไปค้าขายอย่างผิดกฎหมาย แถมยังต้องช่วยพิสุเกะปรับตัวกับสิ่งแวดล้อมใหม่ที่โหดร้ายโดดเดี่ยวให้ได้อีกด้วย
ทั้งห้าคนจะช่วยเหลือพิสุเกะได้หรือไม่ และการจากกันของโนบิตะกับพิสุเกะจะออกมาในรูปแบบใด
