Vào năm 2011, các nhà sản xuất khẳng định "Khác với những tập phim điện ảnh trước đây, tập phim này vừa cũ vừa mới".[11] Được chọn là biên kịch Yamazaki Takashi yêu cầu "Nội dung phim phải hướng đến những thứ tình cảm đầu đời".[12][13] Sau đó phim mất một năm rưỡi để thiết kế nhân vật và ba năm để theo sát các hoạt động cũng như biểu lộ cảm xúc của họ. Hoạt hoạ CGI được tiến hành sau khi các đoạn hội thoại được thu âm (Puresuko).[14] Phần cảnh quan của khu phố nơi Nobita sống được thực hiện với các mô hình thu nhỏ.[15] Các công nghệ 3D tối tân như chiếu sáng tổng thể hay tán xạ bề mặt phụ được sử dụng để tái hiện các kết cấu chân thực nhất. Các đoạn hội thoại trong phim đa số theo sát bản gốc hết mức có thể nhằm giữ được cái hay của bộ truyện gốc.[16] Vì là bộ phim 3D đầu tiên về Doraemon, Yamazaki và đạo diễn Yagi đã tuyển chọn những câu chuyện ngắn hay nhất như như Người bạn đến từ tương lai, Quả trứng động vật theo mẹ, Vĩnh biệt Shizuka, Sự lãng mạn trên đỉnh núi tuyết, Đêm trước ngày cưới Nobita, Tạm biệt Doraemon và Doraemon trở lại để kết thành kịch bản phim thay vì những câu chuyện dài về những cuộc phiêu lưu của nhóm bạn Nobita. Thời gian của "hiện tại" trong phim được giữ ở giai đoạn giữa những năm 70, khi họ xem truyện lúc còn bé.[17]