Lilo er en selvstændig lille pige; Stitch en fræk skabning fra det ydre rum. Når deres verdner mødes, er det kærlighed – og kaos – ved første blik.
Gør klar til en nødlanding på Jorden sammen med Stitch, et løssluppent genestisk eksperiment fra en planet langt ude i rummet. Den frække rumvæsen-unge skaber kaos på Hawaii-øerne, hvor han bliver adopteret af en selvstændig lille pige ved navn Lilo. Sammen lærer de om venskab, loyalitet og 'ohana, den hawaiianske tradition vedrørende familie.