夏休みの始まりにワクワクする「野原しんのすけ」でした。ある日、現代によみがえった恐竜が生息するテーマパーク「ディノズアイランド」が東京にオープンすることが決まります。念願かなって見学ツアーに招待された「しんのすけ」と仲間たち「カスカベ防衛隊」は、世界中から注目を集めるディノズアイランドで恐竜たちとの出会いを満喫します。
同じ頃、カスカベの河原では野原家の愛犬「シロ」が小さな恐竜「ナナ」と出会います。愛くるしい見た目の「ナナ」は野原家やカスカベ防衛隊ともすぐに仲良くなり、一緒に夏休みを過ごしてたくさんの思い出を作っていきますが、「ナナ」には大きな秘密がありました。そんな中、ディノズアイランドから恐竜たちが脱走する事態が起こります。
「しんのすけ」に<小林由美子>、「みさえ」に<ならはしみき>、「ひろし」に<森川智之>、「ひまわり」に<こおろぎさとみ>、「シロ」に<真柴麻利>ほかが声を当て、「しんのすけ」たちと行動をともにする生物学の研究者「ビリー」役を務める<北村匠海>のほか、お笑いコンビ「オズワルド」の<伊藤俊介>と<畠中悠>がゲスト声優として出演しています。監督はアニメ「デュエル・マスターズ」シリーズの<佐々木忍>が務めています。