하와이에 불시착한 줌바 박사의 실험용 외계 생물체 626호는 지구인 친구 릴로를 만나 스티치라는 이름을 얻고 이제는 지구에서 릴로와 나니, 데이빗, 그리고 사회복지사 코브라 버블스와 함께 살고 있다. 그러던 어느 날, 줌바 박사가 만든 또 다른 외계 생물체 625호가 스티치를 찾아온다. 한편 스티치를 잡기 위해 줌바 박사가 만든 221호도 커다란 해일을 일으키며 하와이에 착륙하게 되고, 625는 릴로와 스티치를 줌바 박사 일당과 221호로부터 지키기 위한 모험을 하게 된다. 드디어 가족과 친구들을 지키기 위한 스티치와 625호의 모험은 시작되고, 과연 그들은 줌바 박사 일당으로부터 자유로워질 수 있을 것인지....