大雄有一天救下了一隻差點溺水的狗，並給牠取名為「阿一」。為了不讓媽媽發現他養狗，大雄和哆啦A夢、靜香用任意門逃到後山，意外發現後山有許多被遺棄的貓狗。於是，他們找來胖虎和小夫，決定用時光機將這些貓狗帶回三億年前的石炭紀晚期，建立一個貓狗王國。大雄使用「進化退化放射線」讓貓狗進化，使牠們能夠建立自己的文明。然而，隨著時間的推移，貓狗王國逐漸發展出複雜的社會結構，甚至開始與未來的人類產生聯繫。大雄和他的朋友們在貓狗王國中經歷了許多冒險，最終發現這個王國的存在可能會影響未來的歷史。他們必須在保護這些貓狗的同時，確保時空的穩定。