In seguito agli eventi del film Provaci ancora Stitch!, vediamo i protagonisti Lilo e Stitch in missione per recuperare tutti i rimanenti 623 "cugini" dell'esperimento 626 Stitch sparsi per l'isola. Frequentemente l'ostacolo principale alla ricerca è Gantu, ex-capitano della Federazione Galattica e ora grande sgherro del genio malvagio dottor Jacques Von Hamsterviel, che intende servirsi degli esseri creati da Jumba, suo ex-collega, per conquistare la Federazione. Altre volte è la stessa Lilo a complicare le cose, cedendo alla tentazione e servendosi dell'esperimento appena catturato per far colpo sulla rivale Mertle Hammonds.