Trong thế kỷ 21, Nobita đã nảy ra ý tưởng sẽ rời khỏi nhà và tìm một nơi tốt đẹp hơn để tạm sống. Cùng lúc đó, những người bạn của Nobita là Shizuka, Gian, Suneo và Doraemon cũng muốn trốn chạy khỏi ngôi nhà của mình vì nhiều lý do khác nhau. Từ đó, Nobita đã đề xuất cả nhóm sẽ đi ngược thời gian, trở về quá khứ để đến sống một nơi ít người. Tất cả đều đồng ý và quyết định quay ngược thời gian trở về Nhật Bản thời nguyên thủy ở thời điểm 70.000 năm trước. Khi đến đây, nhóm bạn đã cùng nhau xây dựng nên ngôi nhà của riêng mình và ít lâu sau, cả nhóm lại quyết định trở về Nhật Bản thời hiện đại. Tuy nhiên, một cậu bé tên là Kukuru, ăn mặc như người nguyên thủy, đột nhiên xuất hiện trong nhà của Nobita. Kukuru đã mang Nobita trở về quá khứ và nhờ Máy đo độ chấn động không gian của Doraemon, nhóm Nobita biết cậu thuộc bộ tộc Hikari đến từ vị trí thuộc An Huy, Trung Quốc hiện nay. Bộ tộc nơi Kukuru đang ở đã bị tấn công bởi những kẻ xấu đến từ bộ tộc Kurayami. Nobita và Doraemon quyết định tham gia chuyến hành trình giúp đỡ Kukuru bên cạnh các người bạn: Pega, Dorako và Guri, đi tìm đoàn người bộ tộc Hikari đang bị tên quỷ Gigazonbi bắt đi. Sau nhiều ngày họ đã đối mặt với đoàn nô lệ, một trận chiến đã diễn ra, kết quả là nhóm bạn Doraemon đánh bại tên hung thần đất sét Tsuchidama và giành chiến thắng. Họ đưa đoàn người đến Nhật Bản sinh sống và an tâm rằng bộ tộc Hikari có một cuộc sống an toàn. Thế nhưng khi quay về thế giới hiện tại, Doraemon đã nghiên cứu và biết rằng tên quỷ Gigazonbi không phải là người bình thường, hắn có một phép thuật siêu nhiên của thế kỉ 23. Nobita và các bạn quay về thời tiền sử ngay nhưng đã quá muộn, đoàn người bộ tộc Hikari an cư chưa được bao lâu thì đã bị bắt đi một lần nữa. Nhóm bạn quyết định đến tận sào huyệt của Gigazonbi để giải cứu bộ tộc.

Họ đi đến một vùng lạnh giá đầy băng tuyết ở phía Bắc theo hướng dẫn của gậy thần dẫn đường. Không may Nobita đã bị rơi lại giữa đường. Những người còn lại tìm ra một hang động và sử dụng bình cứu nạn để giải cứu Nobita nhưng lại bị một Tsuchidama khác - tay sai của Gigazonbi phá hủy. Trong khi chờ đợi, nhóm bạn phát hiện ra cái hang mà mình đang trú ẩn chính là căn cứ của bọn Gigazonbi, họ xông thẳng vào nhưng lại bị Gigazonbi bắt sống. Trong khi đó Nobita được Pega, Dorako và Guri cứu sống và cưỡi chúng tìm Doraemon và các bạn. Cậu đến vừa kịp lúc khi Doraemon, Jaian, Suneo, Shizuka sắp bị ăn thịt bởi loài báo nanh dài hung dữ. Nhóm bạn cùng với bộ tộc Hikari đã được Nobita giải cứu trước đó đứng lên chống trả lại Gigazonbi. Tranh thủ cả hai bộ tộc chiến đấu với nhau, nhóm bạn đuổi theo Gigazonbi nhưng hắn dùng tượng Voi Khổng Lồ làm từ kim loại có ký ức cản đường để kích họa cỗ máy phá hủy đường hầm thời gian bằng hạt Plasma mà hắn đã chế tạo trước đó nhằm tránh bị cảnh sát thời gian phát giác. Thế nhưng nhóm bạn đã nhanh chóng đánh bại tượng Voi Khổng Lồ và vào tận bên trong. Trong khi nhóm bạn ngăn cản Gigazonbi, Kukuru phá hủy cỗ máy bằng cách nhảy lên quả cầu plasma bẻ gãy cột ăngten của nó. Nhân cơ hội đó, nhóm bạn nhanh chóng tóm gọn Gizazonbi và cảnh sát thời gian đến áp giải hắn đi ngay sau đó, căn cứ của Gigazonbie bị phá huỷ. Chưa dừng lại ở đó, Pega, Dorako, Guri buộc phải đưa đến công viên không tưởng ở tương lai do chúng không thể tồn tại ở mọi thời đại nào, Nobita phải chia tay chúng trong nước mắt.