Bu animasyon dizisi, hain bilim adamı Dr. Jumba Jookiba'nın artık Lilo'nun uzaylı arkadaşı Stitch olarak mutlu bir şekilde yaşayan sevgili Deney 626'sının maceralarını anlatıyor. Jumba'nın kalan deneyleri susuz kalmış kapsüller şeklinde Hawaii'nin dört bir yanına inmiştir. Lilo ve Stitch'in görevi, kötü Dr. Jacques von Hamsterviel'in pençelerine düşmeden önce Stitch'in "kuzenlerini" yakalamaktır!