Doraemon ve Nobita, Doraemon'un Sihirli Eşya Dükkanından getirdiği yeni bir aletle maceraya atılıyor. Nobita, büyükannesine duyduğu özlemi gidermek için geçmişe yolculuk yapmaya karar veriyor ve bu süreçte tanıdıkları insanların genç hallerini görme fırsatı buluyor. Büyükannesinin, Nobita için en büyük dilekleri arasında okula gitmesi ve evleneceği kızı görmesi yer alıyor, Nobita da büyükannesinin bu isteklerini yerine getirmek için çaba sarf ediyor.

Zaman yolculuğuna çıkan Nobita ve Doraemon, dükkandan gelen aletin neden olduğu bazı sorunlarla da yüzleşmek zorunda kalıyor. Nobita, kendisi ve çevresi hakkında yeni bilgiler edinme fırsatı buluyor, arkadaşlarının, annesinin, babasının ve büyükannesinin farklı yönlerini keşfediyor. Nobita, gelecekteki eşi Shizuka ile evliliğini güvence altına almak istiyor ancak geleceğe giden Nobita, Shizuka ile evlenmeye yeterli olup olmadığını sorgulamaya başlıyor.

Nobita’nın davranışları ve seçimleri nedeniyle Doraemon endişeleniyor ve stres yaşıyor. Doraemon, Nobita’yı bu zorluklardan kurtarmak için elinden geleni yapmaya çalışıyor. Film, Stand by Me Doraemon’un devamı olarak karşımıza çıkıyor ve Japon anime dünyasında yer alıyor.