平凡的一天,大雄卻感到無比心煩。先是與小夫爭論恐龍還存在與否時落敗,接著零分試卷又面臨媽媽的搜查。為了藏匿積攢下來的試卷,大雄和哆啦A夢利用道具在后山挖了一個巨大的洞。大雄欣喜過望,于是和小伙伴們建立起一個地下理想王國。與此同時,小夫的心情則無比煩悶,他無數次看見恐龍,甚至在地洞里看過奔跑的恐龍群。不久,小夫神秘失蹤。得知他可能困在地下,大雄、哆啦A夢、胖虎、靜香他們決定前去營救好友。令小伙伴們意外的是,地洞竟然連接著一個奇異的世界,這里不僅有各種各樣的恐龍,還有一個神秘的王國。
小伙伴們受到地下王國的熱情接待,并最終找到小夫。但偶然的機緣,他們得知地下王國正在進行一項神秘的計劃……