โนบิตะ ค้นพบไข่ไดโนเสาร์ฟอสซิล และใช้ผ้าคลุมกาลเวลาของ โดราเอมอน ฟื้นคืนชีพมัน กลายเป็นไดโนเสาร์พันธุ์พิเศษชื่อ พีสุเกะ เมื่อพีสุเกะเติบโตจนใหญ่ขึ้น โนบิตะและเพื่อนๆต้องพามันกลับไปยังยุคครีเทเชียส แต่การเดินทางกลับเต็มไปด้วยอันตรายจากนักล่าไดโนเสาร์ และอุปสรรคที่คาดไม่ถึง พวกเขาต้องร่วมมือกันเพื่อปกป้องพีสุเกะ และคืนมันสู่ถิ่นกำเนิดอย่างปลอดภัย