Лило Пелекаи — необычная шестилетняя девочка, живущая на солнечном Гавайском острове. После гибели родителей она осталась с сестрой Нани, которая взяла на себя роль опекуна. Девушка изо всех сил старается совмещать учёбу, работу и воспитание Лило, но постоянная загруженность не даёт ей возможности быть рядом с сестрой так часто, как того требует ситуация. Лило остаётся одна, замыкается в себе, уходит в фантазии и становится непредсказуемой. Её поведение становится всё более сложным для понимания и контроля.

Чтобы помочь Лило справиться с внутренними переживаниями, Нани соглашается на совет соседки — завести питомца. В приюте девочка неожиданно выбирает не собаку, а странного зверька, в котором угадываются инопланетные черты. Стич, как она его называет, оказывается вовсе не милым животным, а генетическим экспериментом с разрушительным потенциалом. За ним уже давно ведёт охоту инопланетная федерация. Но именно в доме Лило Стич впервые начинает испытывать настоящие эмоции, что запускает цепочку событий, которые изменят жизни всех героев.