たいせつな友だち、首長竜のピー助を守るために。 一億年の時を超え、めざすは白亜紀の日本！
愛と友情がつまったタイム・トラベルアドベンチャー！

【ストーリー】
ティラノサウルスのツメの化石を自慢するスネ夫に対抗して、のび太は「恐竜のまるごとの化石を発掘して見せる！」と宣言する。ドラえもんに「おっちょこちょい！」と叱られ、一人で化石探しをはじめるのび太。ひょんなことから恐竜の卵らしきものを発見し、孵化させてみると…。なんと生まれたのは白亜紀の日本近海に棲息していた、フタバスズキリュウだった！
のび太はこの首長竜をピー助と名づけ、ママに内緒で飼いはじめる。のび太の熱心な世話のおかげで、ピー助はどんどん成長し、やがて部屋で飼えなくなり、公園の池に放つ。スネ夫たちにお披露目しようとした矢先、「公園の池に怪獣がいる！」と大騒ぎに…。仕方なくタイムマシンで白亜紀へ戻す決心をする。しかし、超空間の移動中に謎の男たちに攻撃され、命からがら白亜紀にたどり着き、なんとかピー助を元の世界へ送り届ける…。
数日後、のび太が首長竜を育てたことを信じないスネ夫たちの鼻を明かすべく、タイムテレビでピー助を見ることに。そこに映し出されたのは、別種の首長竜にいじめられているピー助の姿だった。謎の男たちに攻撃されたせいで空間移動機能が故障し、白亜紀の北米に送ってしまったらしい。「ピー助を日本へつれもどそう！」今度はみんなでタイムマシンに乗り込む。これが数々の危険が待ち受ける、長い長い旅のはじまりだとも知らずに…。