Nobita eta Doraemon dinosauro bati buruz ikertzen ari dira. Nobitak zerbait ikusi du itsas azpian eta dino-gizakiz betetako lurrazpiko mundu batera daraman kobazulo bat aurkitzen dute. Nobita eta bere lagunak txundituta daude aurkikuntza honekin, baina zoritxarrez beraien oroitzapenak ezabatu eta lurrera itzuli behar dira.

Doraemon ens condueix a un univers sota la superfície de la Terra habitat per animals prehistòrics i pels descendents evolucionats dels antics dinosaures. Doraemon i els cavallers emmascarats ens convida a viure aventures extraordinàries en un món perdut. Allí coneixen als homes-dinosaure, que després d'una aparença amistosa amaguen un fosc propòsit: volen alterar el curs de l'evolució. Aconseguiran els nostres amics que aquestes criatures s'adonin del seu error a temps?

故事以大雄與小夫以「恐龍是否完全絕種」進行辯論展開序幕，由於認為恐龍仍然存在的主張遭到小夫以科學而合理的方式完全否定，大雄向哆啦A夢尋求幫助，然而當大雄向哆啦A夢所拿出的道具「OX占卜」詢問「"地球上"是否還有恐龍活著」時，卻得到了否定的答覆。 之後，為了藏匿大雄零分的考卷，大雄與哆啦A夢使用尋找地底空洞的道具意外發現了寬敞的地下空間，並將之建造成眾人的遊樂場；但在同時，小夫卻因接連在河川、自家後院與地下空間接連目擊到恐龍而心煩意亂，煩悶的小夫為了瞭解真像帶著攝影機再度進入地底，卻失去了蹤跡。

平凡的一天，大雄却感到无比心烦。先是与小夫争论恐龙还存在与否时落败，接着零分试卷又面临妈妈的搜查。为了藏匿积攒下来的试卷，大雄和哆啦A梦利用道具在后山挖了一个巨大的洞。大雄欣喜过望，于是和小伙伴们建立起一个地下理想王国。与此同时，小夫的心情则无比烦闷，他无数次看见恐龙，甚至在地洞里看过奔跑的恐龙群。不久，小夫神秘失踪。得知他可能困在地下，大雄、哆啦A梦、胖虎、静香他们决定前去营救好友。令小伙伴们意外的是，地洞竟然连接着一个奇异的世界，这里不仅有各种各样的恐龙，还有一个神秘的王国。 　　小伙伴们受到地下王国的热情接待，并最终找到小夫。但偶然的机缘，他们得知地下王国正在进行一项神秘的计划……

Nobita and Doraemon were finding out the truth about a real dinosaur. Nobita saw something under the ocean when they come across a cave that leads to an underground world full of dino-people. Nobita and his friends are amazed by their new discovery but sadly their memories must be wiped and must return to earth.

Doraemon crea un rifugio per tutti in una grotta sotterranea, ma Suneo si perde; tutti tornano fuori dalla grotta tranne lui. I suoi amici si accorgono della sua assenza, ma non si può entrare dall'ingresso principale. Mentre cercano un altro ingresso alla grotta, finiscono in un mondo di dinosauri; lì, un soldato di nome Vanho li salva e dice loro di aver trovato il loro amico perduto. Ritrovato Suneo, Doraemon e gli altri scoprono il piano della gente di Vanho. Il loro piano è quello di studiare il gruppo di Doraemon come campioni umani e prendere in consegna la Terra.

恐竜が今でも生き残っていると言い張って、スネ夫らに笑い者にされたのび太は、ドラえもんのひみつ道具「○×うらない」でも「地球上に生き残っている恐竜はいない」と判定されてがっかりする。 ところが、多奈川で巨大な生物を目撃したスネ夫は、それが恐竜ではないかという疑問にかられてすっかり動転してしまい、挙げ句の果てにノイローゼになってしまう。一方、のび太は0点の答案を隠すためにひみつ道具の「どこでもホール」を使い、地底にある大空洞を発見する。のび太とドラえもんはしずかやジャイアン、スネ夫と一緒に地底の大空洞を秘密の遊び場にするがスネ夫が地底で迷子になり、その後で「どこでもホール」が不祥事で壊れてしまう。 しかし多奈川の河底から地底への入口があると知り、再び地底へ入り込むがそこでのび太たちは、河童そっくりな地底の野蛮人ナンジャ族に捕まってしまう。あわや地底人の餌にされそうになったところで竜の騎士バンホーが彼らを救い出す。地上で滅亡したと思われていた恐竜は地底、すなわち「地球上」ならぬ「地球内」に生き残り、トゥロオドン（旧名：ステノニコサウルス）から進化した恐竜人（ディノサウロイド）が高度な文明を築き上げていたのだった。バンホーの案内でのび太たちは地底国の首都・エンリルで保護されていたスネ夫と再会したが、首都観光の最中にのび太が乗った恐竜の暴走によってみんなからはぐれてしまう。そして偶然に入り込んでしまった施設でのび太は武装した竜の騎士たちが不穏な計画を立てていることを知ってしまうのだった。

공룡이 현존 여부에 대해 얘기했다가 비웃음당한 노비타는 공룡을 찾으려 하고, 도라에몽은 OX점괘를 빌려준다. 그 결과 지상엔 공룡이 존재하지 않는 걸고 나온다. 한편 스네오는 자이언의 개발 조종에 의해 RC비행기가 날려먹을 판이 되어 쫓아간다. 결국 강까지 다다랐는데 그곳에서 자신이 이젠 없다고 말한 공룡의 실루엣을 목격한다. 노비타는 빵점 시험지를 숨길 요량으로 도라에몽의 요술맨홀로 만들어진 동굴을 쓴다. 이에 노비타는 시즈카에게도 알려주려다가 또 말실수를 해서 자이안과 스네오까지 끌어들이게 된다. 최근 정신이 심란했던 스네오는 애들과 멀리 떨어진 곳으로 가다가 우연히 넓은 공터를 발견하게 되고, 그곳에서 수십 마리의 공룡을 목격한다. 후에 다시 지하에 왔을 때, 자신이 본 것이 뭔지 확인하기 위해 비디오카메라까지 챙겨간 스네오는 강에 빠졌던 자신의 RC비행기를 발견하고, 도망치다 미아가 되고 뭔가와 접하게 된다. 이후 동굴을 나왔던 일행은 비실이가 동굴에 남아있다는 것을 알고 찾으러 간다. 그러면서 지하인과 만나게 된다.

Nobita dan Doraemon sedang mencari kebenaran tentang dinosaur sebenar. Nobita melihat sesuatu di bawah lautan apabila mereka terjumpa sebuah gua yang menuju ke dunia bawah tanah yang penuh dengan manusia dino. Nobita dan rakan-rakannya kagum dengan penemuan baru mereka tetapi sedih ingatan mereka mesti dihapuskan dan mesti kembali ke bumi.

La nueva aventura de Doraemon nos conduce a un universo bajo la superficie de la Tierra habitado por animales prehistóricos y por los descendientes evolucionados de los antiguos dinosaurios. Doraemon y los caballeros enmascarados nos invita a vivir aventuras extraordinarias en un mundo perdido. Allí conocen a los hombres-dinosaurio, que tras una apariencia amistosa esconden un oscuro propósito: quieren alterar el curso de la evolución. ¿Conseguirán nuestros amigos que estas criaturas se den cuenta de su error a tiempo?

Nobita và Doraemon đang tìm ra một sự thật về khủng long. Nobita đã nhìn thấy một thứ gì đó dưới đại dương khi họ đi qua một hang động dẫn đến một thế giới dưới lòng đất với đầy rẫy những người khủng long. Nobita và những người bạn của mình vô cùng ngạc nhiên trước phát hiện mới của mình nhưng đáng buồn là ký ức của họ phải bị xóa sạch và phải quay trở lại trái đất.