《哆啦A梦：伴我同行2》讲述了大雄与哆啦A梦的一段感人冒险。一天，大雄在房间里发现了一个熊娃娃，这是他幼稚园时去世的奶奶为他缝补的，充满了珍贵回忆。大雄思念奶奶，忍不住流泪，决定用时光机回到过去看望她。哆啦A梦起初反对，但最终同意让大雄偷偷去见奶奶。大雄回到3岁时的过去，试图隐藏自己，偷偷观察奶奶，但最终还是被奶奶发现。奶奶惊讶地看着小学生模样的大雄，感叹道：“如果能见到大雄的新娘子该有多好啊。”为了实现奶奶的愿望，哆啦A梦与大雄展开了一场跨越“过去”、“现在”和“未来”的冒险。他们能否让奶奶看到大雄未来的新娘子呢？这场温馨的旅程将揭开答案。