En una tranquila mañana, Nobita, el torpe pero entrañable protagonista, recibe un misterioso huevo de dinosaurio que encuentra en su camino. Tras un poco de curiosidad y la ayuda de Doraemon, su robot viajero del tiempo, descubren que el huevo está a punto de eclosionar. Para su sorpresa, un adorable dinosaurio, al que nombran Pazu, emerge del huevo. Nobita decide cuidar de Pazu y hacer de él su nuevo amigo, pero pronto se da cuenta de que mantener a un dinosaurio en la ciudad no es tan sencillo.
Movidos por la necesidad de ayudar a Pazu a regresar a su época adecuada, Nobita y Doraemon emprenden una emocionante aventura que los lleva a la era de los dinosaurios. Allí, se encuentran con todo tipo de criaturas prehistóricas y viven situaciones extremadamente graciosas y peligrosas. Sin embargo, el viaje no está exento de desafíos: Nobita tendrá que enfrentarse a su propia inseguridad y aprender a ser valiente mientras protegen a Pazu de otros dinosaurios y de los peligros del mundo antiguo.
A lo largo de esta travesía, Nobita y sus inseparables amigos se darán cuenta del verdadero valor de la amistad, la valentía y la responsabilidad. Con un desenlace inesperado y conmovedor, la historia se convierte en una emocionante reflexión sobre el crecimiento personal y el vínculo que une a Nobita con su querido dinosaurio, una lección que perdurará hasta el final.