在一个晴朗的日子里，大雄和小夫正在一起。小夫带来了自己家的暴龙趾骨化石，并炫耀了一番。大雄非常羡慕，还信口开河地说要找一个完整的恐龙化石，否则就用鼻子吃意大利粉。于是，他去图书馆借了一些有关恐龙化石的书籍。后来，大雄在附近的断层挖到了一枚恐龙蛋的化石，通过哆啦A梦的时光布还原，得到了一只双叶颈龙，他给它取名为皮助。大雄和皮助很快成为了好朋友，但是随着它的体型越来越大，还被人发现，大雄决定把它送回白垩纪时代。然而，他们却错送到了上古的北美洲。为了回到家乡，大雄一行人乘坐时光机回到恐龙时代。途中，他们被一个神秘人追击，原来是来自未来的违法恐龙猎人，他想通过抓住皮助来赚钱。他要求大雄交出皮助作为条件，才会将他们送回家乡。大雄将会如何决定，回到自己的家呢？经过一番危险的冒险之后，他们最终回到了家乡。