Rumvæsnet Eksperiment 626, der er designet til at ødelægge alt og alle, havner ved et uheld på Jorden nærmere bestemt Hawaii hos den lidt ensomme Lilo. Hun tror utysket er en hund, og går ufortrødent i gang med at gøre 626, som hun døber Stitch, til et kærligt og omgængeligt væsen