スネ夫からティラノサウルスの化石をじまんされたのび太は、くやしさのあまり、自分も恐竜の化石をさがしはじめた。そして、ひょんなことから恐竜の卵らしきものを発見！ 孵化（ふか）させてみると、なんと白亜紀の日本近海に生息していた、フタバスズキリュウが誕生する！ その恐竜に“ピー助”と名づけ、ママにナイショで飼いはじめたのび太。だが、成長したピー助を部屋で飼うことができなくなり、しかたなく白亜紀にもどす決心をする。ところが移動中、超空間でナゾの男たちに攻撃されて…!?