Depois de salvar um cachorro de rua que quase se afoga e batizá-lo de Ichi, Nobita Nobi continua recolhendo bichos abandonados até Doraemon sugerir levá-los para uma era pré-histórica segura. Um erro de cálculo os deixa mil anos antes do planejado, tempo suficiente para que os animais formem sua própria civilização avançada. Ao procurar por Ichi, Nobita, Doraemon, Shizuka Minamoto, Suneo Honekawa e Takeshi Gouda encontram Nekojara, um funcionário corrupto de origem felina que planeja se vingar dos humanos por abandonarem animais, bem quando uma chuva de asteroides ameaça aquele mundo.