為了在新生歡迎會(huì)上表演話劇《西游記》，大雄班級(jí)舉行的話劇的排練。大雄（小原乃梨子 配音）想當(dāng)孫悟空，可是卻只是村人甲。為了證明自己最像孫悟空，大雄用航時(shí)機(jī)來到中國唐朝，想見孫悟空，而且真的見到了“孫悟空”。后來大雄以哆啦A夢(mèng)（大山信代 配音）的道具為賭注，證明孫悟空很像 大雄。大雄與他的朋友來到唐朝，卻沒有見到孫悟空。因此大雄用哆啦A夢(mèng)的模擬游戲機(jī)假扮孫悟空，最后被識(shí)破。由于沒有關(guān)好機(jī)器，游戲里的妖怪從游戲機(jī)里跑了出來。妖怪最后統(tǒng)治了世界，大雄他們也面臨危險(xiǎn)。 為了恢復(fù)歷史，拯救玄奘法師，大雄、靜香（野村道子 配音）、小夫（肝付兼太 配音）和剛田武（立壁和也 配音）假扮孫悟空等角色來保護(hù)玄奘法師，踏上了冒險(xiǎn)之旅……
　　故事改編自小說《西游記》。

　　平凡的一天，大雄偶然邂逅一條機(jī)靈可愛的小狗。小狗對(duì)他分外依戀，大雄無奈之下，只得拜托哆啦A夢(mèng)想辦法收養(yǎng)。與此同時(shí)，周圍被丟棄的小貓小狗越來越多，小伙伴們憂心忡忡，甚至在后山也找不到小動(dòng)物們借以安身立命之所。萬般無奈之下，大雄他們將小動(dòng)物帶到連恐龍都尚未誕生的史前時(shí)代，利用進(jìn)化退化槍促成動(dòng)物們進(jìn)化。次日，小伙伴們按照約定前去看望小動(dòng)物，結(jié)果在時(shí)空隧道中遭到亂流。來到了比前一天萬一千年的時(shí)代。此時(shí)，貓狗國已空前繁榮，他們?cè)谶@里結(jié)識(shí)了小八等一種好友。不久得知地球?qū)⒃獾诫E石的撞擊，而貓狗國內(nèi)部也在醞釀著一個(gè)陰謀。新的冒險(xiǎn)就此展開……
　　本片為哆啦A夢(mèng)劇場(chǎng)版25周年紀(jì)念作品。

　　小夫（肝付兼太 配音）炫耀自己家的暴龍趾骨化石。大雄（小原乃梨子 配音）眼紅并信口開河表要找大整架恐龍化石，否則便用鼻子吃意大利粉。于是，他便前往圖書館借了些有關(guān)恐龍化石的書籍。后來他在附近的斷層挖到一枚恐龍蛋的化石，借了哆啦A夢(mèng)（大山羨代 配音）的時(shí)光布還原得到一只雙葉頸龍，并以叫聲將之命名為皮助（橫澤啟子 配音）。很快大雄和它成為好朋友，但因它越長越大且被人發(fā)現(xiàn)，故大雄決定將他送回白堊紀(jì)時(shí)代。可是，后來卻發(fā)現(xiàn)將它錯(cuò)送到上古的北美洲。于是，大雄一行人乘時(shí)光機(jī)再次回到恐龍時(shí)代，但途中被欲搶皮助的神秘人追擊，時(shí)光機(jī)因而故障，使大家必須靠自己沿著古陸塊回到日本。經(jīng)過長時(shí)間的冒險(xiǎn)，神秘人物再度出現(xiàn)希望獲得皮助，原來是他來自未來的違法恐龍獵人（加藤精三 配音），要獲得皮助賣錢，要大雄一行以交出皮助為條件，換取將他們用時(shí)光機(jī)送回家，大雄將會(huì)如何取舍，回到自己家呢……
　　《大雄的恐龍》是藤子·F·不二雄的科幻漫畫哆啦A夢(mèng)中的第一部長篇漫畫作品，也是第一部哆啦A夢(mèng)的劇場(chǎng)版動(dòng)畫電影。