Esta serie animada narra las aventuras del amado Experimento 626 del científico renegado Dr. Jumba Jookiba, quien ahora vive feliz como el amigo alienígena de Lilo, Stitch. Los experimentos restantes de Jumba han llegado a todo Hawaii en forma de vainas deshidratadas. ¡La misión de Lilo y Stitch es atrapar a los «primos» de Stitch antes de que caigan en las garras del malvado Dr. Jacques von Hamsterviel!