3DCGアニメ『STAND BY ME ドラえもん』のシリーズ第2弾。原作コミックの一編「おばあちゃんのおもいで」を基に、タイムマシンで過去に戻ったのび太と、亡くなった祖母の再会を描く。『ドラゴンクエスト ユア・ストーリー』でも組んだ山崎貴と八木竜一が前作に引き続き監督を務める。
のび太は、幼稚園のころに他界したおばあちゃんが繕ってくれた、くまのぬいぐるみを見つける。大好きだったおばあちゃんを思い出したのび太は、タイムマシンを使って再会したいと考え、様子を見たらすぐに帰るとドラえもんを説得して3歳だったころの過去に戻る。のび太は陰から様子をうかがっていたが、おばあちゃんに見つかってしまう。
あらすじ
ある日のび太は、古いくまのぬいぐるみを見つける。それは、優しかったおばあちゃんとの思い出の品だった。「おばあちゃんに会いたい！」ドラえもんの反対を押し切り、タイムマシンで過去へ向かうのび太。 おばあちゃんは突然やってきた少年を、のび太と信じ、受け入れてくれる。そして、「あんたのお嫁さんをひと目見たくなっちゃった」おばあちゃんのこの一言から、ドラえもんとのび太の大冒険が始まる。
おばあちゃんに未来の結婚式を見せようとするのび太たちだったが、しずかとの結婚式当日、新郎の のび太が逃げた！？のび太を探すジャイアンとスネ夫。信じて待ち続けるしずか。おばあちゃんの願いを 叶えるために、家族、友だち、そして、大好きなしずかちゃんの想いに応えるために、時をかけるのび太とドラえもん。過去、現在、未来をつなぐ、涙と絆の物語をお贈りします。