Lilo und Stitch wollen Experimente des teuflischen Wissenschaftlers Dr. Jamba Jookiba einfangen, bevor diese Chaos stiften können. Ein Konkurrent ist ebenfalls hinter den kleinen Biestern her.

Wieder einmal sind zwei Experimente aktiviert worden. Lilo findet auch gleich einen Namen für sie. Sie heißen Bonnie und Clyde, denn es sind böse Experimente, die alles stehlen, was nicht niet- und nagelfest ist. Lilo und Stitch sollen bei Straftaten die Aufmerksamkeit auf sich lenken, damit Bonnie und Clyde in aller Ruhe einbrechen können. Doch Lilo und Stitch liefern die bösen Experimente an die Polizei aus und Bonnie und Clyde wandern hinter Gitter.

Stitch, auch bekannt als 'Experiment 626', lebt inzwischen auf der Erde, zusammen mit Lilo, Nani. In dieser Serie dreht sich alles um die anderen 625 Experimente, die ebenfalls auf der Erde landen und dort für allerhand Abenteuer und Chaos sorgen.