故事发生在平凡的一天，大雄偶然邂逅了一条机灵可爱的小狗。这只小狗对大雄格外依恋，让他感到无法拒绝。面对小狗的眼神，大雄只得拜托哆啦A梦帮忙想办法，决定收养这只小狗。然而，这只小狗只是引发了一系列事件的开始。

周围开始出现越来越多被丢弃的小猫小狗，大雄的小伙伴们也变得忧心忡忡。他们在后山寻找了各种地方，但却找不到足够的地方供小动物们安身立命。面对困境，大雄他们决定将这些小动物们带到了连恐龙都尚未诞生的史前时代，利用进化退化枪促成了这些小动物的进化。