Doraemon Movie 40: Nobita no Shin Kyouryuu Cerita dimulai ketika Nobita menemukan dua telur misterius saat sedang mencari fosil dinosaurus. Setelah menetaskannya, telur-telur tersebut mengungkapkan dua bayi dinosaurus kembar yang menggemaskan, yang diberi nama Kyu dan Myu. Nobita sangat menyayangi mereka dan memutuskan untuk merawat dinosaurus kecil ini dengan bantuan Doraemon dan alat-alat ajaibnya.

Namun, karena dinosaurus tidak bisa tinggal di zaman modern, Nobita dan teman-temannya memutuskan untuk mengembalikan Kyu dan Myu ke habitat mereka di zaman prasejarah. Perjalanan mereka ke masa lalu penuh dengan tantangan, termasuk bahaya dari dinosaurus besar, bencana alam, dan sekelompok pemburu misterius yang mengincar Kyu dan Myu. Dalam petualangan ini, Nobita belajar tentang tanggung jawab, persahabatan, dan keberanian. Sementara itu, Kyu dan Myu tumbuh menjadi dinosaurus yang luar biasa dan menunjukkan keberanian mereka untuk melindungi teman-teman baru mereka.