Nobita, un niño aficionado a los dinosaurios, encuentra un fósil de huevo en un museo. Con la ayuda de Doraemon y su pañuelo del tiempo, el huevo eclosiona y nacen dos adorables dinosaurios gemelos: Kyu y Myu. Nobita los cría en secreto en su habitación, pero al crecer, ya no hay espacio para ellos. Doraemon propone entonces un viaje al Cretácico, la época de los dinosaurios, para que Kyu y Myu puedan vivir en su propio tiempo. Junto a sus amigos, Nobita y Doraemon se embarcan en una emocionante aventura a una misteriosa isla del Cretácico, donde vivirán experiencias inolvidables y aprenderán el verdadero significado de la amistad y la responsabilidad.