故事以大雄與小夫以「恐龍是否完全絕種」進行辯論展開序幕，由於認為恐龍仍然存在的主張遭到小夫以科學而合理的方式完全否定，大雄向哆啦A夢尋求幫助，然而當大雄向哆啦A夢所拿出的道具「OX占卜」詢問「"地球上"是否還有恐龍活著」時，卻得到了否定的答覆。 之後，為了藏匿大雄零分的考卷，大雄與哆啦A夢使用尋找地底空洞的道具意外發現了寬敞的地下空間，並將之建造成眾人的遊樂場；但在同時，小夫卻因接連在河川、自家後院與地下空間接連目擊到恐龍而心煩意亂，煩悶的小夫為了瞭解真像帶著攝影機再度進入地底，卻失去了蹤跡。