Un giorno, Nobita trova un simpatico cane randagio e decide di portarlo a casa, tenendolo nascosto dai genitori. Nobita battezza il cane Ichi. Ben presto, Nobita adotta un altro cane randagio chiamato Zubu, ed un altro ancora ed in poco tempo si trova a dover nascondere numerosi cuccioli di cani e gatti. Non potendosene più prendere cura, Nobita ed i suoi amici decidono di inviare gli animali 300 milioni di anni indietro grazie ad una macchina del tempo di Doraemon, in modo che lontani dagli esseri umani, le creature possano vivere in pace. Il giorno successivo, Nobita e gli altri decidono di fare una visita nel passato per vedere come se la cavano le bestiole, ma scoprono che si è creata un'anomalia tempo-spazio, e finiscono per trovarsi mille anni dopo rispetto al periodo previsto...