Pembuatan ulang live-action dari animasi klasik Disney' 'Lilo dan Stitch' . Di planet Turo, Dr . Jumba Jookiba dihukum oleh Federasi Galaksi Bersatu karena eksperimen genetik ilegal setelah menciptakan Eksperimen 626, makhluk yang hampir tidak bisa dihancurkan dengan kecerdasan tingkat lanjut dan kecenderungan destruktif . Dihukum diasingkan di aasteroid tandus, 626 lolos dari tahanan, membajak sebuah pesawat luar angkasa, dan mendarat di Bumi, khususnya di pulau Kauai, Hawaii . Disorientasi setelah kecelakaan itu, 626 ditabrak oleh truk yang lewat dan dibawa ke tempat penampungan hewan setempat . Sementara itu, Federasi Anggota dewan menawarkan pembebasan awal kepada Jumba jika dia menangkap kembali 626, menugaskan ahli Bumi Agen Pleakley untuk membantunya . Di Kauai, remaja Nani Pelekai berjuang merawat adik perempuannya, Lilo, setelah kematian orang tua mereka dalam kecelakaan mobil . Eksentrik dan kesepianLilo sering bentrok dengan Nani, yang perwaliannya diawasi dengan ketat oleh pekerja sosial yang ketat Cobra Bubbles . Menghadapi ancaman Lilo ditempatkan di panti asuhan, Nani mencoba menciptakan stabilitas untuk adiknya . Setelah mendengar keinginan Lilo untuk seorang teman, Nanimembawanya ke penampungan hewan, tempat Lilo mengadopsi 626, mengira dia adalah seekor anjing . Dia menamainya "Stitch . "Stitch, putus asa untuk menghindari penangkapan, menyebabkan kekacauan pada malam pertamanya dengan Pelekai, menyabotase luau tempat Nani bekerja . The pekerjaannya, semakin membahayakan situasi keluarga mereka .

Cobra Bubbles memperingatkan Nani untuk mencari pekerjaan baru dan menginstruksikan Lilo untuk mengajari Stitch perilaku yang benar . Meskipun Lilo berupaya mengubah Stitch menjadi "warga teladan", kelakuan destruktifnya berulang kali melemahkan Nani's pencarian . Saat berselancar dengan teman Nani, David, kehadiran Stitch menarik perhatian Jumba dan Pleakley, yang upaya kikuknya untuk menangkapnya hampir menenggelamkan Lilo . David menyelamatkannya, tetapi Cobra Bubbles, yang mengamati kejadian tersebut, memutuskan untuk membawa Lilo ke dalam keesokan paginya . Merasa bersalah atas masalah yang ditimbulkannya, Stitch meninggalkan keluarga . Sementara itu, Anggota Dewan Agung menggantikan Jumba dan Pleakley dengan Kapten Gantu untuk menangkap Stitch . Namun, Jumba, yang bertindak mandiri, melanjutkan pengejarannya dengan lebih sedikitmetode halus . Ketika Nani meninggalkan Lilo sendirian untuk menghadiri wawancara kerja, Jumba dan Pleakley melacak Stitch ke rumah Pelekai, memulai pertempuran yang mengakibatkan kehancurannya . Nani tiba dan menemukan rumahnya dalam reruntuhan, sama seperti Cobra Bubbles datang untuk mengambil Lilo Tertekan, Lilo berlari ke hutan, di mana dia bertemu Stitch, yang mengungkapkan identitas aliennya . Sebelum Lilo dapat bereaksi, Gantu menangkapnya dan Stitch di pesawat luar angkasanya . Stitch melarikan diri tetapi tidak dapat menyelamatkan Lilo . Nani memohon bantuan kepada Jumba dan Pleakley Lilo, tetapi mereka awalnya menolak, mengutip perintah mereka .

Stitch, mengingat konsep Shana di Hawaii, yang diajarkan Lilo kepadanya berarti "keluarga", meyakinkan mereka untuk membantu . Bersama-sama, mereka menggunakan pesawat luar angkasa Jumba untuk mengejar Gantu dan berhasil menyelamatkan Lilo . Anggota dewan datang untuk menangkap Stitch tetapi terkesan dengan perilakunya yang telah berubah . Mengetahui bahwa Lilo secara resmi mengadopsi Stitch sebagai hewan peliharaan, dia mengizinkannya untuk tetap di Bumi di bawah perlindungan Federasi Galaksi Bersatu . Dia memecat Gantu karena tindakan sembrononya. Cobra Bubbles mengungkap masa lalunya sebagai agen CIA dan meyakinkan kerahasiaan Anggota Dewan Agung Bumi, merujuk pada pertemuan mereka sebelumnya di Roswell, New Mexico . Dengan Stitch, Jumba, dan Pleakley yang sekarang menjadi bagian dari Shana mereka, keluarga Pelekai membangun kembali rumah mereka bantuan dari David dan Cobra Bubbles, memulai babak baru bersama .