大雄在偶然的情况下救了一条溺水的小狗,给它取名叫“小一”,并瞒着妈妈把它带回家里饲养。有一天,去山里游玩的大雄,发现山里有很多被人遗弃的小猫小狗。“人也太随便了!”为了小一的将来以及这些被丢弃的猫狗,他想出了一个好办法。“把它们带到人类还不存在的远古时代不就行了!” 于是大雄和多啦A梦用缩小灯把小一和猫狗们缩小后乘上时间旅行机,向人类还未诞生的3亿年以前的世界进发。终于到了没有人类居住的世界,大雄用“进化退化放射线源”照射小一使它能理解人类的语言,然后教它怎样在这片土地上靠自己的力量生活下去的方法。 傍晚,在即将归去的大雄面前,小一的眼里充满了泪水。“小一,我答应你,明天,一定会回来的。”说完后,大雄乘着时光机回去了。 第二天,大雄和多啦A梦再次乘着时光机向那个世界进发,但是,他们突然被卷进了时空扭曲中,来到了文明先进的猫狗国。这一次,大雄及多啦A梦将有一个不可思议的旅程……