Nobita Nobi, un estudiante que fracasa en todo, recibe a regañadientes un compañero cuando su descendiente del futuro, Sewashi, llega desde el siglo XXII con un gato robot llamado Doraemon, cuyos gadgets deberían enderezar el desastre en que se convierte su vida de adulto. Doraemon saca herramientas de su bolsillo cuadridimensional para ayudarlo a enfrentar al abusón Gigante, al rival Suneo y a su propio enamoramiento por su compañera Shizuka Minamoto. La película enlaza historias clásicas del manga en una sola narrativa continua, animada en CG 3D.