Setelah mengenang almarhumah neneknya, Nobita Nobi ingin bertemu dengannya lagi dan meminta Doraemon untuk mengembalikan mereka ke masa lalu. Setelah reuni mereka berdua, nenek Nobita mengaku bahwa ia berharap bisa bertemu dengan calon istrinya. Nobita menerima permintaannya sebagai tanda bakti dan dengan cepat bergegas masuk ke dalam mesin waktu saat dia dan Doraemon melakukan perjalanan ke masa lalu.

Namun, ketika keduanya tiba di hari pernikahan Nobita, mereka menemukan bahwa Nobita di masa depan tidak hadir dalam upacara pernikahan tersebut! Bertekad untuk memperbaiki keadaan, Doraemon dan Nobita memulai sebuah misi untuk mencari masa depan Nobita dan mendorongnya untuk menemukan kebahagiaan yang layak diterimanya.