Het vrolijke Hawaïaanse meisje Lilo en haar vreemde vriend Stitch zijn terug in dit emotievol avontuur.
Sinds hij terechtgekomen is op het eiland Hawaï, is Stitch perfect gelukkig aan de zijde van zijn vriendin Lilo.
Deze laatste heeft zich ingeschreven voor een danscursus en moet binnenkort deelnemen aan de grote lentewedstrijd hoeladansen.
Maar Stitch is niet in orde.  Hij heeft aanvallen van boosaardigheid waardoor hij onbeheersbaar wordt. Dat stoort Lilo tijdens haar repetities.
Met de hulp van Nani en Jumba stelt Lilo alles in het werk om de oude Stitch terug te krijgen: charmant, lief en vriendelijk als geen ander.