Italian Cover Design

Il film segue la serie televisiva animata di Lilo & Stitch.

Sulla Terra, Lilo ha trovato il posto giusto per tutti gli esperimenti (a parte 625, rimasto con Gantu sulla nave) e per tale impresa, lei insieme a Stitch, Jumba e Pleakley viene convocata dal consiglio galattico per una premiazione: Lilo viene nominata ambasciatrice della Terra e guardiana degli esperimenti, Stitch riceve il Titolo di capitano dell'armata galattica (ruolo un tempo rivestito da Gantu) e di comandante della nuovissima astronave G.C.R. (Grande Caccia Rosso), Pleakley viene nominato sovrintendente dell'Università degli Studi sul Pianeta Terra e a Jumba vengono restituite le chiavi del suo laboratorio. Lilo però non vuole separarsi dai suoi cari amici e loro,non volendo che lei sia triste, decidono di rinunciare ai propri incarichi per restare sulla Terra insieme a Lilo.

Dopo un breve periodo, comunque, la bambina comprenderà che deve lasciarli andare per permettergli d'inseguire i loro sogni, in quanto il loro desiderio è inseguire i loro sogni, Lilo lascia a Stitch un collare con un ciondolo hawaaiano per ricordarsi di lei per l'eternità. Nel frattempo, Gantu libera l'ignobile dottor Jaques von Hamsterviel abbandonando 625 al suo destino con la nave schiantata.

La sequenza successiva vede Jumba, Peakley e Stitch raggiungere il loro rispettivo incarico, Peakley entusiasta scopre che lì all'università pendono tutti dalle sue labbra e gli hAnno riservato un posto esclusivo per la navicella. Stitch eccitato, collauda il G.C.R incaricato di assicurare i criminali galattici alla giustizia e Jumba ritorna nel suo laboratorio, tutto uguale come lo aveva lasciato, e comincia a lavorare a una versione perfezionata di 626.

Poco dopo, però l'entusiasmo di Stitch, Peakley e Jumba si affievola e si accorgono che gli mancano i loro amici. Stitch osserva il ciondolo di Lilo, Jumba, all'inizio entusiasta per aver fatto progressi con il suo nuovo esperimento, chiama a voce Peakley di correre a vedere, mentre poi capisce che ora è solo. Peakley invece vede che il suo ruolo non è così fondamentale e gli manca Jumba, per cui gli telefona.

Intanto Gantu, scappato con von Hamsterviel raggiungono il laboratorio di Jumba, dove lo costringono a lavorare sull'esperimento per farlo diventare come Stitch, ma senza la sua debolezza per l'acqua, il nuovo esperimento deve però avere un punto debole allora Jumba escogita un diversivo dove mettendo una canzone (il punto debole) dice a Hamsterviel che la canzone serviva per rendere più cattivo l'esperimento, poco dopo Jumba riceve la telefonata di Peakley, ma è costretto ad essere cattivo con lui, cosa che lo fa arrabbiare in quanto è suo amico.

Stitch, intanto ha captato l'informazione di Hamsterviel e si mette in rotta per il laboratorio di Jumba per catturare Gantu e Hamsterviel. Jumba nel frattempo ha finito l'esperimento, che è una sorta di doppelganger rosso e gemello malvagio di Stitch, chiamandolo Leroy, poco dopo la sua creazione però Stitch arriva al laboratorio dove intima ad Hamsterviel di arrendersi, ma questi scaglia Leroy contro di lui, e dopo una breve lotta Leroy vince e Jumba e Stitch vengono imprigionati, raggiunti da Peakley, che viene imprigionato anch'esso.

Lilo, preoccupata per il fatto che Stitch non si è fatto più sentire, va da 625 per poter comunicare con Stitch in quanto l'astronave di Gantu è l'unica ad avere uno schermo di comunicazione intergalattico, ma sorpresa non trova Gantu. Battezza allora l'esperimento Reuben, che scopre di avere tutti i poteri del cugino 626, e commosso la aiuta a rimettere in funzione la nave, per cui una volta riparato il trasmettitore, Lilo contatta l'astronave di Stitch, presa da Gantu, Leroy e Hamsterviel, che ordina a Leroy di tramutarsi in Stitch, rispondendo al trasmettitore Leroy si camuffa perfettamente come Stitch, convincendo anche 625, ma Lilo accorgendosi che Stitch non ha il collare capisce che non è lui, così Leroy chiude la trasmissione sparando allo schermo.

Al palazzo del Consiglio, ormai conquistato da Hamsterviel e Leroy, Lilo e Reuben vengono catturati da Gantu che poi li libera quando viene licenziato da Hamsterviel a causa dei continui fallimenti. Così Lilo e Reuben, insieme a Stitch, Jumba e Pleakley (scampati al buco nero dove Hamsterviel li aveva indirizzati), raggiungono la Terra, alle Hawaii, dove il Leroy originale ha catturato tutti gli esperimenti e li ha imprigionati nell'Alohapalooza Stadium per permettere ad Hamsterviel di polverizzarli con il cAnnone del GCR.

Inizia la lotta fra Stitch e Leroy: inizialmente Stitch ha la meglio, ma la situazione peggiora con l'arrivo di Hamsterviel e dell'esercito di cloni dell'esperimento 629, scatenando una battaglia contro Stitch e i suoi cugini nello stadio. Gli esperimenti stAnno perdendo, ma a Jumba viene un'idea: lui ha programmato Leroy per disattivarsi ascoltando la canzone "Aloha Oe". Lilo, Stitch e Reuben si mettono a cantare, seguiti da tutti gli altri. Leroy e i suoi cloni si bloccano e Hamsterviel viene catturato.

Riconvocati dal Consiglio, Stitch, Jumba e Pleakley decidono di tornare sulla Terra: Stitch si è reso conto di sentir troppo la mancanza di Lilo, Pleakley perché non vuole essere "un insegnante che non insegna" (all'Università aveva il ruolo di mero supervisore) e Jumba perché si è reso conto che non c'è gusto a fare i suoi esperimenti da "genio del male" senza amici con cui può vantarsene. Reuben invece torna con Gantu, ripromosso a capitano.

Nel finale, il dottor Hamsterviel torna nuovamente in prigione, ma in un'ala speciale: lui al centro degli innumerevoli Leroy.