Cuộc sống của hai chị em bị xáo trộn khi Lilo nhận nuôi một "con thú" kỳ lạ từ trại cứu hộ động vật. Con thú đó thực chất là Thí nghiệm 626, hay còn gọi là Stitch, một sinh vật ngoài hành tinh được tạo ra bởi nhà khoa học điên rồ Dr. Jumba Jookiba với mục đích hủy diệt. Stitch là một "quả bóng hỗn mang" không thể kiểm soát, nhưng Lilo lại coi cậu là người bạn thân nhất mà cô từng khao khát