大雄在暑假期间渴望捕捉一只稀有的独角仙，苦苦哀求哆啦A梦帮忙。哆啦A梦和哆啦美使用时光圈带他前往500年前的新西兰寻找，却意外捕获了一只本应灭绝的恐鸟。为了保护这只珍稀生物，他们决定将其送往奇迹之岛——一个由未来科学家建立的、专门收留和保护灭绝动物的神秘岛屿。在岛上，他们结识了各种早已消失的史前动物，并与岛上的科学家们一起展开冒险。然而，一群偷猎者盯上了这些珍稀生物，企图捕捉它们牟利。为了保护奇迹之岛上的动物们，大雄和伙伴们必须团结一致，利用哆啦A梦的道具和智慧，与偷猎者斗智斗勇，最终成功挫败了他们的阴谋，让这些珍贵的生物得以继续安全地生活在奇迹之岛。