故事发生在一座沿海的小村落里,杨万德(莫岐饰)是当地唯一的学校红灵中学的校长。因为校舍年久失修,最终导致了坍塌事故,造成了数名学生的伤亡,愤怒的家长们将怒气全部都撒在了杨万德的身上,对他拳打脚踢,对此,杨万德不发一言,默默承受。 坍塌事故的发生导致很多本来在学校里上课的孩子们都放弃了学业,其中包括因为成绩优异而得到了免试保送师范大学的蔡杰生,他辍了学,进入了父亲所经营的饭店上班。虽然蔡杰生自己放弃了学业,可是他却依然坚持让弟弟蔡友和(林国旗饰)与妹妹蔡小妹(张茹瑜饰)留在学校中。来学校上课的学生越来越少,用于投资教育的经费也捉襟见肘,无奈之下,杨万德只能把一部分校舍卖给了工厂做车间。。小夫(肝付兼太 配音)炫耀自己家的暴龙趾骨化石。大雄(小原乃梨子 配音)眼红并信口开河表要找大整架恐龙化石,否则便用鼻子吃意大利粉。于是,他便前往图书馆借了些有关恐龙化石的书籍。后来他在附近的断层挖到一枚恐龙蛋的化石,借了哆啦A梦(大山羡代 配音)的时光布还原得到一只双叶颈龙,并以叫声将之命名为皮助(横泽启子 配音)。很快大雄和它成为好朋友,但因它越长越大且被人发现,故大雄决定将他送回白垩纪时代。可是,后来却发现将它错送到上古的北美洲。于是,大雄一行人乘时光机再次回到恐龙时代,但途中被欲抢皮助的神秘人追击,时光机因而故障,使大家必须靠自己沿着古陆块回到日本。经过长时间的冒险,神秘人物再度出现希望获得皮助,原来是他来自未来的违法恐龙猎人(加藤精三 配音),要获得皮助卖钱,要大雄一行以交出皮助为条件,换取将他们用时光机送回家,大雄将会如何取舍,回到自己家呢……
《大雄的恐龙》是藤子·F·不二雄的科幻漫画哆啦A梦中的第一部长篇漫画作品,也是第一部哆啦A梦的剧场版动画电影。。