เมื่อโนบิตะและโดเรมอนพบซากฟอสซิลของสัตว์ประหลาดปริศนาที่ดูเหมือนมังกรโบราณ การผจญภัยครั้งใหม่จึงเริ่มต้นขึ้นเมื่อพวกเขาตามรอยไปยังดินแดนแห่งตำนานที่ซ่อนอยู่ในห้วงเวลา ที่นั่นพวกเขาได้พบกับเด็กหนุ่มผู้กล้าหนามคูคุรุและเผ่าพันธุ์ดึกดำบรรพ์ที่กำลังต่อสู้กับภัยคุกคามจากยักษ์ยามาโตะ การเดินทางครั้งนี้จะนำไปสู่การค้นพบต้นกำเนิดของญี่ปุ่นและมิตรภาพที่ยิ่งใหญ่เหนือกาลเวลา
