Nobita viaja con Doraemon al pasado para reencontrarse con su abuela, ya fallecida en el presente. Secuela de la película «Stand by Me Doraemon» y a su vez, remake del mediometraje «Doraemon: Obāchan no Omoide».

Un día, Doraemon, Nobita, Shizuka, Gian y Suneo estaban filmando una película como héroes espaciales. Cuando estaban filmando la película en un lote abierto, un niño llamado Aron llega y los alerta de que los extraterrestres están atacando su planeta. Acuerdan ayudarlo convirtiéndose en verdaderos superhéroes, pero no es tan fácil como parece.

Una vez más Doraemon y sus amigos vuelven con una nueva y fantástica aventura donde nuestros amigos surcarán los mares y descubrirán todos los secretos que esconden sus habitantes. ¡Nobita ha decidido hacer buceo! Para ayudarle, Doraemon inunda la ciudad entera con la Bomba de aguas imaginarias. Tras su primera incursión marina, Nobita y Doraemon conocen a la bella Sofía, que resulta ser, ni más ni menos que... ¡la princesa de las sirenas! Las sirenas vivían en un planeta similar a la Tierra llamado Aqua. Pero el planeta fue destruido por los tritones... y ellas tuvieron que refugiarse en las profundidades de los océanos de la Tierra. Hasta allí viajarán Doraemon y sus amigos para ayudarla a recuperar la espada y la armadura que, según cuenta le leyenda, los tritones les arrebataron. ¿Conseguirán las sirenas regresar a su planeta?.