Hawaii'de yaşayan küçük bir kız olan Lilo, bir gün sahilde mavi bir yaratık bulur ve ona Stitch adını verir. Stitch, aslında uzaydan kaçan bir deneme yaratığıdır ve peşinde galaksinin dört bir yanından gelen avcılar vardır. Lilo, Stitch'i evine götürür ve onunla arkadaş olur. Bu sırada Lilo'nun ablası Nani, sosyal hizmetlerin gözetimi altındadır ve Lilo'nun bakımını üstlenmeye çalışıyor. Stitch, başlangıçta yaramazlıklarıyla çevresine zarar verirken, zamanla Lilo ve Nani ile bir bağ kurar. Ancak, Stitch'in peşindeki uzaylılar, onu yakalamak için dünyaya gelir. Lilo ve Stitch, bu tehlikelerle başa çıkmaya çalışırken, birbirlerine destek olurlar ve birlikte bir aile olmanın ne demek olduğunu öğrenirler.