Phim Stand by Me Doraemon xoay quanh cuộc sống của một chàng trai vụng trộm khoảng 10 tuổi sống ở ngoại ô Tokyo cách đây một thời gian. Trước mặt chàng xuất hiện một cậu bé tên là Sewashi, hậu duệ của Nobita từ bốn thế hệ sau, đến từ thế kỷ 22, cùng với Doraemon, một chú robot chăm sóc hình mèo từ thế kỷ 22, với những công cụ bí mật giúp đỡ mọi người. Sewashi tuyên bố rằng gia đình anh đang gánh chịu nợ nần do Nobita gây ra, ngay từ thời đại của Sewashi. Để thay đổi tương lai đầy khó khăn này, Sewashi đã mang theo Doraemon để làm người giữ trẻ cho Nobita, nhằm mang lại hạnh phúc cho tương lai của anh ta, mặc dù Doraemon không hề hạnh phúc với điều này. Và Sewashi đã cài đặt một chương trình thành tựu vào Doraemon, buộc anh ta phải chăm sóc Nobita. Nếu Doraemon không làm cho Nobita hạnh phúc, anh ta sẽ không còn khả năng trở về thế kỷ 22. Đây là cách cuộc sống của Doraemon và Nobita bắt đầu. Liệu Doraemon có thành công trong nhiệm vụ này và trở về thế kỷ 22 hay không?