故事发生在昭和58年的一个炎热夏天,由于父母的工作调动,十六岁的少年九澄(小林优 配音)从繁华的大都市搬到了名为嫦娥街的山中小镇,一条小河将这个小镇分为了“新市街”和“旧市街”两个部分。在这里,九澄结识了新的朋友——个性积极开朗的摘花五十铃(加藤英美里 配音)和温文尔雅的大家闺秀朝雾要(渕上舞 配音),在好友的陪伴和鼓励下,九澄很快就适应了这里的平静生活。
令九澄在意的是班上一位名叫栉名田眠(伊濑茉莉也 配音)的女生,当其他人都热情的围绕在九澄身边时,只有田眠对他冷漠相待。更让九澄感到疑惑的是,田眠曾经非常严肃的给予了自己“不要接近旧市街”的忠告。在那里,究竟隐藏着怎样令人毛骨悚然的秘密呢?。一天,大雄和静儿、技安被强夫邀到家中参观恐龙化石。当然,大雄免不了又被强夫取笑一番。为了要做强夫面前争一口气,大雄夸下海口,恐龙化石没什么了不起,他要让小伙伴们见识一下真正的恐龙!
奇迹再次发生在大雄身上,他真的找到了一颗活的恐龙蛋!大雄和叮当在家将小恐龙孵化了出来并在公园里暗中饲养。小恐龙比助一天天长大,公园有怪兽的消息传遍了日本。为了小恐龙能健康成长,大家决定将小恐龙用时光机送回白垩纪。
没料到,一个神秘人暗中跟踪他们,也来到了白垩纪想要虏走比助。为了保护比助,叮当、大雄、强夫、技安和静儿再次来到了白垩纪……。