Poursuivie par une horde d'ennemis, Stitch, une créature aussi intelligente que destructrice, échoue sur Terre sur l'île d'Hawaii. Ce petit «alien» est bientôt recueilli par Lilo, une adorable petite fille qui le prend pour un chien abandonné. Elevée par sa grande sœur depuis la disparition de leurs parents, celle-ci croit enfin avoir trouvé le compagnon de jeu et l'ami qu'elle espérait. Même si Stitch fait tout pour dissimuler sa vraie nature, il n'échappe pas à quelques penchants désastreux. Pour Lilo, c'est le début des ennuis…