En Nobita va d'excursió amb la seva classe al Museu de la Prehistòria. Mentre visiten l'exposició, a la Shizuka li crida l'atenció un collaret de pedres i en Nobita li promet que viatjaran a la prehistòria per conèixer la persona que el portava. Malauradament, la màquina del temps està espatllada i la Shizuka acaba viatjant tota sola a l'edat de pedra. En Nobita, en Doraemon, en Gegant i en Suneo hauran d'anar a rescatar-la.