猪猪侠、阿五重返恐龙星，意外唤醒机器人阿七，从而恢复了阿五真正的虎星人身份。猪猪侠因为担心阿五，陪着他一起完成试炼任务。为此，他们不仅要齐心协力走出恐龙世界的蛮荒环境，到达勋章所在地；还要突破重重关卡，取得试炼徽章。

以阿五寻找猪猪侠为开端，讲述了见习超星特工阿五前往恐龙世界，结识了性格各异的伙伴们，在旅途中大家遭遇恶劣环境、恐龙袭击等种种危机，最后能够勇敢直面自己的弱点，相信伙伴的力量，从中得到了成长。

猪猪侠和阿五为了打造全宇宙最受欢迎的恐龙博物馆，一次次前往恐龙世界进行调查。调查过程往往艰辛而滑稽，恐龙总会展现出不为人知的一面，令他们陷入困境。但猪猪侠和阿五总能找到应对之法，最终完成任务。本片旨在通过寓教于乐的方式，让孩子们获得恐龙知识的同时，拥有猪猪侠一样解决问题的勇气和毅力。

《猪猪侠之恐龙日记》猪猪侠和阿五为了打造全宇宙最棒的恐龙博物馆，一起前往恐龙时代，记录各种恐龙的生态资料。