Segundo trabalho (depois de Mulan) da divisão de longas-metragens animados do estúdio, na Flórida, o filme ganha um clima próprio por conta de seus belos panos de fundo - pintados com aquarelas - e de meia dúzia de canções de Elvis Presley, que formam a trilha sonora. O ambiente é natural, livre e solto, contrastando com a grandiosidade de alguns dos títulos animados da Disney.

Durante a sequência de dez minutos que antecede os créditos, é difícil acreditar que um dos dois personagens-título, um diabinho chamado Stitch, vai realmente estar no centro da tela pelo resto do filme.

Experiência genética que deu errado, o bichinho do distante planeta Turo não tem apenas um espírito destruidor gratuito, como é desagradável ao extremo. Mas possui esperteza suficiente para fugir da nave espacial que o está levando ao desterro permanente e fazer um pouso de emergência na Terra.

Azul, orelhudo e cheio de garras e dentes, Stitch acaba sendo tomado por um cachorro, mas poderia também se fazer passar por um dos Pokémons. Ele acaba em uma pequena comunidade litorânea do Havaí, onde a pré-adolescente Lilo está enfrentando problemas.

Rejeitada pelas outras garotas da escola, Lilo é órfã e vive com sua irmã mais velha, Nani, que está sendo investigada pelo assistente social mandão, Bubbles, por não cuidar satisfatoriamente da caçula. As duas irmãs brigam a toda hora.

A garota adota Stitch, o que, num primeiro momento, só vem agravar a situação, uma vez que o bichinho foi programado para destruir tudo que vê pela frente. Apesar disso, Lilo encontra nele o que ela sempre quis: um amigo de verdade.

Perseguido pela equipe de cientistas que o criou, Stitch apronta muita confusão, mas também acaba identificando-se com o personagem principal da fábula O Patinho Feio e, com isso, acaba sentindo que também ele precisa de uma família.