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大雄在恐龙博览会的化石挖掘体验中，偶然发现了一块化石。 坚信这就是恐龙蛋的大雄，使用哆啦A梦的秘密道具“时光包巾”让化石恢复了原状……没想到孵出来的竟然是双胞胎恐龙！而且还是未被发现的新品种。 一只像大雄一样有点让人操心的啾，另一只则是调皮捣蛋的小咪。 虽然大雄在应对两只恐龙截然不同的个性时吃尽了苦头，但还是像父母一样倾注了满满的爱意抚养它们。然而不久后，他发现两只恐龙要在现代生存下去已经达到了极限。 下定决心将啾和小咪送回它们原本时代的的大雄，和哆啦A梦以及小伙伴们一起出发前往6600万年前！一场寻找啾和小咪同类恐龙的旅程就此拉开序幕。 借助着哆啦A梦的秘密道具和恐龙们的力量，顺着恐龙的足迹不断前进的大雄一行人，最终抵达了一座神秘的岛屿。 在据说恐龙已经灭绝的白垩纪正等待着他们的，究竟会是怎样的命运呢——！？
