本片剧情接续2002年《星际宝贝》，讲述在Stitch这“626号实验品”之前，Jumba博士已有好几个失败实验产物，如今Jumba居然把这些实验产物全都偷偷走私到地球。心怀不轨的越狱者Hamster和被开除而怀恨在心的Gantu舰长联手，绑架了Jumba博士，并且要去寻回之前的625个实验品，再次创造出全新的小魔星？这些希奇古怪的星际宝贝实验品包括有能发出强力电波的第221号实验品、懒惰却能做出美味三明治的第625号实验品等等。如今，夏威夷七岁小女孩Lilo和星际宝贝Stitch要协助星际联盟，在夏威夷群岛做地毯式搜索，抢在坏蛋之前找到625个实验品，并且还要帮这些星际宝贝都找到各自温暖的家！
