Lilo è una bimba che, dopo la morte dei genitori, vive alle Hawaii con la sorella maggiore Nani. Le due cercano di cavarsela come possono, ma le cose vanno male e gli assistenti sociali minacciano di separarle. Stitch è invece il frutto di un esperimento genetico alieno (esperimento 626 programmato per distruggere tutto ciò che incontra) che, sfuggito ai suoi creatori, si rifugia sulla terra. Per salvarsi la pelle è disposto a fingere di essere persino un tenero cucciolo, proprio quello che Lilo, sempre sola in quanto isolata dalle amiche, sceglie di adottare. E così Lilo adotta Stich e dopo una serie di iniziali problemi e incomprensioni con il suo affetto riuscirà ad ammorbidire il caratteraccio del piccolo alieno. Insieme combatteranno contro gli scagnozzi inviati da Turo per catturarlo e contro l'assistente sociale (non così cattivo come sembra) che vuole separare Lilo da Nani per affidarla ad una famiglia “regolare”. Alla fine il sogno di Lilo di costruire una "hoana" (che in lingua hawaiana significa famiglia allargata, dove più che i legami di sangue contano i sentimenti reciproci), diventa realtà.

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