Lilo & Stitch, parçalanmış ailesini onarmaya yardım eden kaçak bir uzaylıyla arkadaş olan yalnız bir Hawaii kızının hikayesini konu ediyor. Altı yaşındaki Lilo Pelekai, 18 yaşındaki kız kardeşi Nani ile birlikte Hawaii’de yaşayan bir kızdır. Yaşadıkları yer cennet gibi gözükse de onlar için oldukça sıkıcıdır. Anne babalarını erken yaşta kaybeden kardeşler yalnızlıkta baş etmeyen çalışır. Ancak kaçak bir uzaylı olan Stitch ile yollarının kesişmesiyle hayatları bambaşka bir hal alır. Sürekli kaos yaratan Stitch ile baş etmesi zor olsa da kardeşler kendilerini yeniden bir aile sıcaklığında hisseder. Birbirlerine destek olan üçlü, birlikte önlerine çıkan her türlü zorluğun üstesinden gelir.