本片劇情接續原本電影，敘述在史迪奇這“626號實驗品”之前，強霸博士已有好幾百個失敗實驗產物，如今強霸居然把這些實驗產物全都偷偷走私到地球。心懷不軌的越獄者倉鼠飛輪和被開除而懷恨在心的剛圖艦長聯手，綁架了強霸博士，并且要去尋回之前的625個實驗品，再次創造出全新的小魔星這些希奇古怪的星際寶貝實驗品包括有能發出強力電波的第221號實驗品、懶惰卻能做出美味三明治的第625號實驗品等等。　　如今，夏威夷七歲小女孩Lilo（莉蘿）和星際寶貝Stitch（史迪奇）要協助星際聯盟，在夏威夷群島做地毯式搜索，搶在壞蛋之前找到625個實驗品，并且還要幫這些星際寶貝都找到各自溫暖的家！