Lilo. Stitch, Jumba ja Pleakley on sijoitettu ympäri galaksia palkinnoksi kokeiluistaan. Heidän elämänsä järkyttyy kun Tri Hamsterviel karkaa vankilasta ja pakottaa Jumban tekemään uuden kokeen – Leroyn, ilkeän Stitchin kaksoisolennon. Ja mikä pahinta, Hamsterviel pian kloonaa inhottavan pienen otuksen luodakseen oman pahankurisen armeijan. Nyt on aika Lilon koota Stitch ja muu porukka taisteluun Leroy-legioonaa vastaan.