Nối tiếp chuyến hành trình trong phần đầu tiên, Doraemon: Stand by me 2 sẽ kể câu chuyện về Nobita đã thành công thay đổi tương lai và chuẩn bị kết hôn với “crush lâu năm” là Shizuka.
Tuy nhiên, trong một khoảnh khắc tuyệt vọng, cậu bé quyết định quay trở lại quá khứ để gặp người bà yêu quý đã mất khi cậu mới học mẫu giáo. Bà rất vui khi gặp Nobita-của-hiện-tại, người đã quay ngược quá khứ trở về thăm bà, đồng thời đặt niềm tin nơi cậu cho một ước nguyện đặc biệt: Được gặp cô dâu tương lai của Nobita.
Trong khi đó, Nobita-của-tương-lai, ở thời điểm hạnh phúc khi đạt được ước mơ kết hôn với Shizuka, lại biến mất ngay trước đám cưới và trở về quá khứ, liệu với sự giúp đỡ của những người bạn thân thiết và bảo bối thần kì, Nobita có kịp quay về tương lai để thực hiện ước nguyện của bà mình hay không?
