大雄一行人去搜集古代遗迹的博物馆参观。静香看到旧石器时代的项鍊时，心想「这不知道有多浪漫啊……」，大雄为了讨好静香，就跟她约好要带她去旧石器时代玩。想不到哆啦A梦听了之后强烈反对！哆啦A梦说那个时代有很多危险的动物，而且时光机也刚好故障了。 然而，大雄却完全没在听哆啦A梦说话，还拿出只要闻到它的香味就会把一切遗忘的「遗忘草」给哆啦A梦闻，把他赶走。 于是大雄和静香准备出发前往旧石器时代，想不到此时发生意外了！就在大雄去拿鞋子来的时候，时光机竟然把静香一个人载到超空间中消失了！更糟的是，静香因为时光机突然开始晃动而撞到头，失去意识了……。 大雄、哆啦A梦、胖虎、小夫四人使用「时光腰带」与「时光传感器」，根据时光机的波动进行搜寻，要追踪静香的去向，但……！？
