Acest serial de animație relatează aventurile ulterioare ale iubitului om de știință renegat Dr. Jumba Jookiba, Experimentul 626, care acum trăiește fericit ca Stitch, prietenul extraterestru al lui Lilo. Experimentele rămase ale lui Jumba au aterizat peste tot în Hawaii sub forma unor capsule deshidratate. Misiunea lui Lilo și Stitch este de a-i prinde pe "verii" lui Stitch înainte ca aceștia să cadă în ghearele maleficului Dr. Jacques von Hamsterviel!