Lilo, gadis kecil yatim piatu di Hawaii yang kesepian dan sulit bergaul, yang mengadopsi seekor makhluk biru aneh bernama Stitch dari penampungan hewan, tanpa tahu bahwa Stitch adalah eksperimen genetik alien yang dirancang sebagai mesin penghancur. Stitch awalnya hanya menggunakan Lilo sebagai perlindungan, tapi perlahan belajar arti cinta, keluarga, dan "ohana" (keluarga) dari Lilo, sementara mereka dikejar oleh pencipta Stitch (Jumba) dan penegak hukum alien, hingga akhirnya mereka membentuk keluarga yang utuh dan tak terpisahkan.
