现实生活中，大雄（小原乃梨子 配音）经常受到老师和妈妈的责骂，还常被小夫（肝付兼太 配音）、胖虎（立壁和也 配音）欺负。他无时无刻不在梦想成为胆识过人、实力强大的超级英雄。为了帮心情低落的大雄一圆英雄梦，哆啦A梦（大山のぶ代 配音）拿出造梦机器。经过一番挑选，大雄鬼使神差地选择了《梦幻三剑士》的剧情

平凡的一天，大雄偶然邂逅一条机灵可爱的小狗。小狗对他分外依恋，大雄无奈之下，只得拜托哆啦A梦想办法收养。与此同时，周围被丢弃的小猫小狗越来越多，小伙伴们忧心忡忡，甚至在后山也找不到小动物们借以安身立命之所。万般无奈之下，大雄他们将小动物带到连恐龙都尚未诞生的史前时代，利用进化退化枪促成动物们进化。次

在一次偶然的情况下，大雄（小原乃梨子 配音）与多啦A梦（大山羡代 配音）穿过秘密通道时空圈，闯进一个森林中古代文明的国度——玛雅王国，他们遇上跟大雄长得一模一样的迪奥（绪方惠美 配音），迪奥是玛雅王国的王子。迪奥王子的母亲中了魔女娜汀拉（唐泽润 配音）的诅咒，长眠不醒。为了救母亲，迪奥王子一定要打败

大雄相信天空上有云之国，遭到好友们的嘲笑。哆啦A梦用未来的神奇工具和大雄共同打造属于自己的云之国，建好之后，好友们被邀请上来，大家度过一段快乐的时光。