Phim Nobita Và Truyền Thuyết Thần Rừng mở đầu với cuộc đối thoại bí ẩn về sự biến đổi của thảm thực vật và môi trường trên Trái Đất: tình trạng tan băng, khai thác cạn kiệt đất đai, nước biển dâng cao, tình trạng đô thị hóa…, một lời nói đầy giận dữ: “Cơn phẫn nộ của diệp lục.” Nôbita nhặt được một cây con và giúp nó hoạt động được như động vật. Cậu đặt tên cho nó là Kibo. Kibo rất ham học, thích xem tivi – đặc biệt là những chuyên mục tin tức và giáo dục. Doraemon và nhóm bạn Nobita chơi đùa rất vui vẻ với Kibo. Nhưng một ngày nọ, họ thấy một vùng rừng biến mất và bị hút lên hành tinh của thực vật – nơi mà thực vật có một cuộc sống như của con người trên Trái Đất. Và cuộc hành trình của nhóm Doraemon bắt đầu từ đây…

Nobita tình cờ tìm được một quả trứng khủng long hóa thạch, cậu dùng bảo bối “Khăn trùm thời gian” đưa quả trứng trở về thời điểm 100 triệu năm trước và ấp cho trứng nở để khoe với bạn bè mình. Nỗ lực của Nobita đã thành công khi chú khủng long thuộc chi Mamenchisaurus (xà đầu long) chào đời, được cậu đặt tên là Pisuke. Nobita và Doraemon bí mật chăm sóc Pīsuke đến khi khủng long trưởng thành, tình cảm của cậu dành cho khủng long cũng tăng dần theo thời gian. Đến khi Pisuke không thể sống vừa trong nhà nữa, Nobita phải nuôi khủng long ở hồ nước trong công viên, không may cư dân thành phố đã phát hiện ra và tiến hành chiến dịch truy bắt; Nobita và Doraemon đành thả Pīsuke về lại quê hương ở Kỷ Phấn trắng.