Una solitaria bambina hawaiana di nome Lilo, sorellina di Nani, stringe un forte legame di amicizia con un alieno a cui dà il nome Stitch credendo si tratti di un cane. In realtà l'esperimento 626 è stato creato dallo strambo scienziato Jumba Jookiba come arma di distruzione. Ora che Stitch è giunto sulla terra per sfuggire al controllo del suo creatore dovrà vedersela sia con gli umani che con gli alieni che lo inseguono.