Pada tahun 2004 Nobita "Noby" Nobi adalah gred keempat yang sentiasa mendapat gred gagal dalam mata pelajaran beliau kerana malas dan selalu dibuli oleh rakan-rakan beliau Suneo "Sneech" Honekawa dan Takeshi "Big G" Goda. Beliau cucu cicit dari abad ke-22 (tahun 2136), Sewashi, yang melihat dia, bergerak ke garis masa Nobita sambil membawa bersama-sama kucing beliau robot Doraemon. Sewashi mendedahkan bahawa jika Nobita menyimpan perbuatan beliau, dia akan mempunyai masa depan yang buruksupaya dia berkahwin dengan adik Gian ini Jaiko, mempunyai syarikat peribadinya dibakar, dan akan ditinggalkan dengan hutang yang besar. Untuk mengelakkan ini, dia menyuruh Doraemon untuk membantu Nobita, mengubah suai hidung Doraemon untuk menghalang beliau daripada kembali ke masa depan kecuali Nobita memperoleh masa depan yang lebih baik.

Being enggan sehingga ancaman, Doraemon memperkenalkan alat untuk membantu Nobita yang membantu dia sangat. Walaupun Doraemon Nobita memberi amaran supaya tidak terlalu bergantung kepada alat-Nya, Nobita meminta Doraemon untuk membantu beliau menarik menghancurkan beliau Shizuka "Sue" Minamoto yang Doraemon mendedahkan adalah Nobita akan berkahwin jika masa depannya dibetulkan. Walau bagaimanapun, semua usaha beliau akhirnya membuat Shizuka menjadi lebih dekat dengan pelajar pintar, Hidetoshi Dekisugi. Percubaan Nobita untuk menjadi sama dengan Dekisugi dengan mengkaji sukar adalah sia-sia dan dia memutuskan untuk melepaskan Shizuka untuk membuat lebih bahagia dia. Tersilap dia merancang untuk membunuh diri, Shizuka tiba di kediaman Nobi dan menentang orang menangkis Nobita ubat untuk membantu beliau yang mendedahkan Doraemon adalah langkah pertama dalam Nobita dan Shizuka ini hubungan yang semakin meningkat untuk akhirnya menjadi pasangan.

Apabila melihat dirinya lebih tua menolak jemputan Shizuka untuk yang mendaki gunung, Nobita penyamaran dirinya sebagai dirinya lebih tua untuk membantu Shizuka yang difikirkannya dipisahkan dari kumpulan beliau semasa ribut salji berat. Usaha beliau untuk membantu Shizuka yang lebih mendatangkan mudarat kepada dirinya sendiri, tetapi ini menjadikan Shizuka merasakan bahawa dia telah menemani Nobita berkata "ya" sebelum runtuh dari sejuk dia menguncup daripada perbualan sebelum ini beliau dengan Nobita. Memaksa dirinya untuk mengingati masa ini, kedua-dua diselamatkan oleh diri Nobita yang lebih tua yang dipanggil semula memori. Nobita belajar daripada dirinya yang lebih tua yang Shizuka menjawabnya dengan cadangan yang kedua itu mengahwininya yang bermaksud bahawa kedua-dua memang akan berkahwin. Selepas mendengar bahawa bapa Shizuka juga telah menerima pasangan anaknya itu, Nobita dan Doraemon kembali ke masa kini.

Seperti masa depan Nobita telah berubah menjadi lebih baik, pengaturcaraan Doraemon arahan beliau untuk kembali ke masa depan dalam 48 jam. Menyedari bahawa Doraemon mempunyai masa yang sukar untuk meninggalkan kerana bimbang beliau untuk Nobita, Nobita menghadapi dan mempunyai perjuangan kejam dengan Gian untuk membuktikan bahawa dia mampu untuk membela diri tanpa Doraemon. Melihat bahawa Nobita enggan menyerah kalah, Gian kehilangan sebagai Doraemon degan suara sedih mengambil Nobita rumah sebelum meninggalkan dalam keadaan aman pada hari berikutnya. Bulan April Fools, Nobita ditipu oleh Gian untuk mempercayai bahawa Doraemon telah kembali. Dalam keadaan marah, ia minum penyelesaian Doraemon memberikan kepadanya yang bertukar semua pembohongan dalam kebenaran dan sebaliknya. Kemasan hukuman terhadap Suneo dan Gian, Nobita kembali rumah manakala tangisan yang Doraemon tidak akan kembali. Amat terperanjatapabila melihat Doraemon tiba-tiba kembali kerana Nobita berkata Doraemon tidak akan kembali lagi, masih dengan kesan ubat, dan ia menjadi satu pembohongan. Kedua-dua memeluk dan menangis dalam kebahagiaan.