Nobita Nobi adalah seorang siswa SD yang benci belajar, buruk dalam olahraga, dan melakukan segalanya dengan setengah hati. Dia penurut, tidak beruntung, dan takut pada banyak hal. Kepribadiannya membuatnya gagal dalam hidup, bahkan mempengaruhi keturunannya. Hal ini menyebabkan cicitnya, Sewashi, mengambil kendali atas situasi tersebut. Sewashi melakukan perjalanan kembali ke masa lalu dari abad ke-22 hingga abad ke-20 untuk bertemu Nobita, yang terkejut melihatnya muncul dari lacinya bersama robot kucing berwarna biru. Robot kucing tersebut menyebut dirinya Doraemon, yang mengaku telah ditekan oleh Sewashi untuk membantu Nobita, dengan tujuan utama mereka adalah memberikan kebahagiaan bagi Nobita. Frustasi setelah melihat keadaan Nobita yang tanpa harapan, Doraemon memutuskan untuk kembali ke masa depan. Namun, Sewashi mengaktifkan program dalam Doraemon yang mencegahnya melakukan hal tersebut. Terpaksa tinggal, Doraemon membantu Nobita menggunakan gadget futuristik melalui saku empat dimensinya—tas berisi apa saja di dalamnya. Mampukah Doraemon membawa kebahagiaan bagi Nobita dan kembali ke masa depan?