تبدأ الأحداث عندما يعثر نوبيتا بالصدفة على أحفورة لبيضة ديناصور في معرض للمستحاثات. باستخدام أداة "وشاح الزمن" الخاصة بدورايمون، يعيد البيضة إلى حالتها الأصلية لتفقس وتخرج منها توأم من الديناصورات من فصيل جديد تماماً لم يكتشفه العلماء من قبل، فيطلق عليهما اسمي "كيو" و**"ميو"**.بعد فترة، يدرك الأصدقاء أن العيش مع ديناصورات في العصر الحالي أمر مستحيل ومخاطرة كبيرة، فيقرر دورايمون، نوبيتا، شيزوكا، جيان، وسنيو السفر عبر الزمن إلى العصر الطباشيري لإعادتهم إلى موطنهم الطبيعي، وهناك يخوضون مغامرة شيقة لإنقاذ الديناصورات من خطر الانقراض
