Doraemon 2'te, Doraemon ile Nobita yeni bir araçla geçmişe gider. Nobita, büyükannesini yeniden görmek ister ve onunla ilgili yarım kalmış bir isteği yerine getirmeye çalışır. Yolculuk sırasında ailesinin, arkadaşlarının ve tanıdıklarının genç hallerine rastlar. Büyükannesi, Nobita’nın okula gitmesini ve ileride evleneceği kızı görmesini ister. Nobita da bu isteklere yetişmeye çalışır. Ancak sihirli alet yüzünden işler karışır, zaman yolculuğu beklenmedik sorunlar çıkarır. Nobita, Shizuka ile evliliğini korumak isterken kendi yeterliliğini sorguluyor. Doraemon ise onu bu çıkmazdan kurtarmak için uğraşıyor.