En una isla paradisíaca de Hawái, una pequeña niña llamada Lilo lucha por encontrar su lugar en el mundo tras la reciente pérdida de sus padres. Criada por su hermana mayor, Nani, todo parece un poco complicado, especialmente porque Lilo es una niña excéntrica que adora a los perros. Un día, descubre un extraño ser alienígena llamado Stitch, un experimento genético escapado que ha sido diseñado para ser un completo destructor. Sin embargo, lo que comienza como un encuentro caótico pronto se convierte en una amistad inesperada.