เริ่มเรื่องจากซึเนะโอะและไจแอนท์ต้องการที่จะสำรวจดินแดนลึกลับที่ยังไม่เคยเจอ จึงวานโนบิตะไปขอร้องโดราเอมอนให้ช่วย ตอนแรกโดราเอมอนไม่ยอมเพราะโลกทั้งใบถูกสำรวจไปหมดแล้ว พอมาเจอเหรียญ 100 เยนที่ทำตกไปเมื่อปีก่อน โนบิตะจึงบอกกับเขาว่าถ้าตั้งใจหามันก็ยังคงจะมีอยู่ โดราเอมอนจึงใช้ดาวเทียมส่วนบุคคลเพื่อสำรวจดินแดนแถวแอฟริกา ระหว่างที่กำลังดูภาพถ่ายดาวเทียมคุณแม่วานให้ไปซื้อของ ระหว่างทางที่โนบิตะไปซื้อของก็พบสุนัขจรจัดตัวหนึ่งซึ่งหิวโซ

โนบิตะต้องการโลกเวทมนตร์ที่สะดวกสบาย และไปพัวพันกับปีศาจที่กำลังจะมายึดครองโลก

โนบิตะถูกพ่อแม่ดุอย่างรุนแรงจึงคิดน้อยใจหนีออกจากบ้าน ทั้งคิดว่าตนเกิดมาทำให้มีแต่คนไม่มีความสุข แต่โดราเอมอนก็เสนอให้ย้อนเวลาไปดูด้วยตนเอง โดยการย้อนกลับไปในวันที่โนบิตะเกิด

เรื่องราวของโดรามีและอาราระที่ถูกส่งไปช่วยบรรพบุรุษตระกูลโนบิที่ซุ่มซ่ามไม่ต่างอะไรกับโนบิตะอย่างโนบิเฮ ซึ่งตอนนี้ได้ถูกกลุ่มโจรจับไป แต่แท้จริงแล้วเขาได้เข้ากับกองโจรนั้นต่างหาก โดยมีหัวหน้าอย่างทาเคโซ ซึ่งแต่ละคนนั้นเป็นแค่เหล่าเด็กๆในหมู่บ้านที่ออกมาเป็นโจรเพราะว่าต้องเจอกับความยากจนจากการถูกเก็บส่วยมากเกินไปจากเจ้าเมือง ทั้งหมดจึงได้วางแผนกันไปปล้นโกดังข้าวของเจ้าเมือง!!

โนบิตะและโดราเอมอนได้เก็บสุนัข และแมวจรจัดมาเลี้ยง เพื่อให้รอดพ้นจากสายตาของแม่ ทั้งสองจึงพามันไปยังยุคกว่า 300 ล้านปีก่อน พร้อมทั้งใช้ปืนเร่งวิวัฒนาการ เพื่อให้สุนัข และแมวสามารถมีชีวิตรอดอยู่ได้ จากนั้นจึงย้อนเวลามาสำรวจอีกครั้ง และพบว่าเมืองของสัตว์ทั้งสองนั้น มีวิวัฒนาการที่เหนือกว่ามนุษย์มาก แต่การมาคราวนี้พวกเขากลับต้องช่วยเหลือเมือง ๆ นี้ให้รอดพ้นจากเงื้อมมือ เนโกจิร่า แมวจอมโลภที่พยายามจะครอบครองเมืองนี้ เพื่อสร้างความมั่งคั่งให้กับตน!