《Stand By Me 哆啦A夢2》故事將接續前作,某日突然想起幼稚園時過世的奶奶而傷心不已的大雄,在與哆啦A夢達成約定後,搭乘時光機回到過去,只為了偷偷再見奶奶一面,沒想到卻意外被奶奶發現了。奶奶雖然對於以小學生模樣現身的大雄感到訝異,但依然溫柔地對待他。就在奶奶「希望見到大雄新娘子」的願望下,一個連接「過去」、「現在」與「未來」的故事就此展開……