Seekor anjing tua pergi ke masa depan menggunakan mesin waktu untuk bertemu dengan “seseorang” yang memberinya sebuah kendama. Akan tetapi, mesinnya mengalami kerusakan dan ia berubah menjadi seekor anak anjing, yang akhirnya ditemukan oleh seekor kucing peneliti.

Pada masa kini, Nobita menyelamatkan seekor anjing terlantar yang tenggelam ke sungai saat sedang bermain bersama Gian dan Suneo di pinggir sungai. Karena merasa kasihan kepada si anjing, ia memutuskan untuk membawanya pulang dan menyembunyikannya menggunakan alat “kandang anjing di dinding” dan menamainya Ichi, ia secara rahasia memberi Ichi makan dan bermain dengannya menggunakan kendama miliknya. Tak lama kemudian, Nobita juga mengadopsi seekor kucing telantar dan menamainya Zubu (atau basah dalam bahasa jepang, karena ditemukan saat terjadi badai). Akan tetapi, ibunya akhirnya mengetahui tindakan Nobita tersebut dan memaksanya untuk membuang mereka ke gunung menggunakan Pintu ke Mana Saja dari kantong ajaib doraemon, tetapi secara tak sengaja ia menemukan lebih banyak anjing dan kucing telantar yang terancam bahaya karena penggundulan hutan. Dengan banyaknya binatang peliharaan yang telantar, Nobita dan teman-temannya memutuskan untuk mengirim mereka ke masa lalu, ke masa 300 juta tahun yang lalu, masa dimana belum ada makhluk hidup. Setelah menggunakan Senter Evolusi supaya mereka bisa menggunakan mesin pembuat makanan, mereka berpisah, dan Nobita berjanji bahwa ia akan kembali lagi.