En esta encantadora secuela, Lilo y Stitch enfrentan un nuevo desafío que pondrá a prueba su amistad y su unión. Después de vivir muchas aventuras y haber formado un sólido lazo, las cosas empiezan a complicarse cuando Stitch comienza a experimentar fallos en su programación. A pesar de haber sido creado como un alienígena destructivo, Stitch se ha transformado en un adorable y juguetón compañero para Lilo, que rápidamente se da cuenta de que algo no está bien con él.

En un mundo donde la esperanza parece desvanecerse, una mujer en crisis llamada Maggie O'Connor se encuentra con un regalo inesperado: su sobrina, una adorable niña llamada Jenna, a la que decide adoptar después de que su madre biológica la abandona. Desde su llegada, la vida de Maggie toma un giro radical, ya que Jenna no es solo una pequeña encantadora, sino que también posee habilidades especiales que desafían la lógica.