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.

Lilo rutscht in einer Pfütze aus und erzählt Keoni, der genau in dem Moment vorbeikommt, dass sie einen Schlammonster-Hulatanz einstudiert. Da sie alles am liebsten ungeschehen machen würde, benutzt sie Jambas Zeitmaschine. Damit richtet sie viel Unheil an, da man zwar die Vergangenheit rückgängig machen kann, aber damit auch die Zukunft verändert. Eines der Probleme ist das Experiment Schmelzi, das alles Mögliche zum Schmelzen bringen kann. Jamba erklärt Lilo, sie müsste noch mal in der Zeit zurückfahren, und Lilo erfährt, dass Keoni ganz begeistert von der Schlammonster-Hula-Idee ist.

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.