Una chica joven y sin padres adopta un «perro» de la perrera local, sin saber que supuestamente es un peligroso experimento científico que se ha refugiado en la Tierra y que ahora se esconde de su creador y de quienes lo ven como una amenaza.

Las aventuras de Lilo (una pequeña niña hawaiana) y Stitch (el extraterrestre más buscado de la galaxia) continuan. Stitch, Pleakley y el Dr. Jumba son parte de la familia ahora. Pero lo que Lilo y Stitch no saben es que el Dr. Jumba trajo otro de sus "experimentos" alienígenas a Hawai.