为了在自夸为霸王龙的小夫面前争一口气，大雄喊出了有朝一日，我发掘一颗真正的恐龙化石给你看的宣言。回到家的大雄，却被哆啦A梦灰溜溜地骂了一顿：“你这轻浮的人，不是自讨苦吃吗？”于是大雄硬着头皮去兑现这个不可能完成的任务，开始了漫长而艰苦的寻找。一天，大雄真的找到了梦寐以求的恐龙蛋。按照书上教的方法，大雄孵化出了一只可爱的小恐龙，并为之取名比助。大雄和哆啦A梦瞒着爸爸妈妈在家里秘密地培育恐龙。可随着恐龙比助一天天地长大，窄小的房间已经容纳不下它那庞大的身躯。无奈之下，大雄只好把它转移到附近公园的水池里。而调皮捣蛋的小夫和伙伴们很快就发现了恐龙的踪迹，大吵大闹着要把其公诸于世，公园里有怪兽的消息传遍了日本。为了让比助过回正常的生活，大伙经过考虑，决定带比助回到一亿年前的白垩纪。大雄和哆啦A梦试图借助时空穿梭机把比助送回远古的白垩纪，但却想不到惹来了一个戴黑面罩的神秘人想要来争夺比助。为了搭救小恐龙，将他带回日本，大雄、哆啦A梦以及静香、胖虎、小夫一行人乘坐时光机再次前往白垩纪，可他们将有许多的危险等待着 。