平凡的一天，大雄因為與小夫爭論恐龍是否仍然存在而心情煩悶，接著又面臨媽媽搜查他的零分試卷。為了藏匿試卷，大雄和哆啦A夢利用道具在後山挖了一個巨大的洞，並與夥伴們建立了一個地下理想王國。與此同時，小夫卻頻繁看見恐龍的幻影，甚至在地洞中目睹奔跑的恐龍群。不久，小夫神秘失蹤。大雄、哆啦A夢、胖虎和靜香決定前往地洞營救好友，卻意外發現地洞連接著一個奇異的世界，這裡不僅有各種各樣的恐龍，還有一個神秘的王國。他們受到地下王國的熱情接待，並最終找到小夫。然而，他們偶然得知地下王國正在進行一項神秘的計劃，故事由此展開。