Gara-gara Suneo memamerkan fosil kuku Tyrannosaurus pemberian ayahnya, Nobita sesumbar akan menunjukkan fosil dinosaurus utuh, dengan janji akan makan spaghetti dengan hidung kalau gagal. Sayangnya Doraemon tidak mau membantunya. Kali ini Nobita tidak patah semangat. Dia bertekad untuk menggali fosil dinosaurus sendiri. Secara kebetulan Nobita menemukan fosil telur dinosaurus. Untuk memastikan apa benar itu telur dinosaurus, fosil itu dikembalikan jadi seperti semula dengan Kain Pembungkus Waktu. Ternyata itu benar-benar telur dinosaurus. Telur itu kemudian menetas menjadi bayi Futabasuzukisaurus dan Nobita memberinya nama Pisuke
Nobita dan Doraemon lalu diam-diam memelihara Pisuke di rumah. Persahabatan pun timbul di antara mereka. Tapi akhirnya Pisuke terlihat orang dan mengundang kehebohan warga sekitar. Dengan berat hati, Nobita terpaksa harus mengembalikan sahabat barunya itu ke masa Cretaceous
Namun Pisuke dipulangkan ke tempat yang salah. Bukan di Jepang, melainkan di Amerika. Plesiosaurus ganas di Amerika menindas Pisuke. Maka dimulailah petualangan Nobita, Doraemon dan kawan-kawan di masa prasejarah untuk mengembalikan Pisuke ke kampung halamannya.
