ある朝、島に起こった大地震は、試作品513号のしわざだった！地中をバギーで進むリロとスティッチをかわし、ガントゥが513号を連れ去っていくが、513号が捕獲されてもなぜか地鳴りはおさまらなかった。地鳴りの原因は、大地震で発生した地割れが広がっているせい。そのまま放っておけば地球がふたつに割れてしまうという緊急事態に、リロとスティッチは思い切った決断をする。2人の向かった先は一体!?

リロの人形に取り憑き、家の中でいたずらをくり返す試作品375号。いたずらの犯人がスティッチだと思い込んだナニはスティッチを叱り、生みの親であるジャンバ博士も、スティッチは本来の破壊本能に目覚めたのだと断言する。唯一、スティッチの無実を信じるリロ。とうとう375号の正体を見破るが、正体がばれた375号は大暴れ。スティッチに邪魔され外に逃げた375号の前に、思いもよらぬ「幸せ」が舞い降りた!?

美容室に現れた、毛玉そっくりの試作品177号。いきなり客の髪を食べてしまい美容室は大パニックになる。177号を連れ帰ったリロを見て、驚くジャンバ博士。実はジャンバ博士の髪の毛をなくした犯人こそ、177号だったのだ。それを聞いたリロは、いつも意地悪をするマートルに仕返しするため、177号をマートルの部屋に放す。しかし計画は大失敗！思いもよらぬ人物の髪が177号に食べられてしまう。

試作品254号は、見る者の心をとりこにするかわいいエイリアン。ある日リロは、友達欲しさに254号を連れてパーティへ参加するが、254号に嫉妬したスティッチが大暴れ。あげくに254号は、ガントゥに連れ去られてしまう。ところが254号は、始動から42時間後に強烈な悪臭を放つ迷惑なエイリアンだった！やがてガントゥ大尉の宇宙船にも悪臭が漂いはじめ、254号奪回に向かったリロたちは、はたして…!?

試作品300号は、相手の一番怖いものに化けるエイリアン。リロの前では「ピエロ」、スティッチの前では「水」に変身して、人やモンスターたちをおびえさせている。300号退治に乗り出したリロとスティッチだが、すっかり怖がりになったスティッチは、300号と間違えて周囲の人々を攻撃し大騒動に！幽霊屋敷に逃げ込んだ300号にさらに苦しめられるが、スティッチはリロに教えられた「あること」を思い出し…。

マートルの誕生日。ママからのお祝いのブレスレットを見せびらかすマートルだが、そのブレスレットには始動前の試作品カプセルがついていた。マートルは好奇心から試作品を始動させてしまうが、それは世界中を飲み込むブラックホールを作り出すエイリアン。マートルの部屋、家、近所、すべてを飲み込んでゆく。リロとスティッチはブラックホールを消すために立ち上がる。だが引力が強すぎて、2人が乗ったバギーは崩壊寸前に！

津波を起こす能力を持った、試作品520号が始動。520号が海へ飛び込めば、大津波が起きて地球は破壊されてしまうという。520号を追って連邦軍のガントゥが地球へやってくるが、ガントゥのことが嫌いなスティッチは520号を救出する。やがて520号は、自分のことを「友達」といってくれたリロにも心を開いていく。ガントゥの追跡を逃れるため、とうとう海に入ってしまった520号。だが、そこには意外な結末が！

コーヒー豆を山ほど食べて暴れるスティッチに、手を焼くリロ。そこへペットのジジを抱えたマートルが現れ、自分の犬をドッグショーに出すと自慢する。悔しくなったリロはスティッチを同じドッグショーに出すことを決意。だがそこにはなぜか試作品を追っているガントゥもいるのだった。優勝争いを繰り広げるスティッチとジジ。しかしマートルが、スティッチの飲みものをコーヒーとすりかえて、スティッチが暴れだし、さあ大変！

いつもケンカばかりのリロとスティッチ。火の玉を出す試作品502号、水を吹く試作品501号の2体が現れても、捕獲のし方をめぐって大ゲンカ。別々に試作品を捕まえようとしても、足の引っ張り合いでガントゥに手柄を奪われる。「協力していればうまくいったのに」というガントゥの言葉に反省した2人は、“正反対のものが交じり合っていいものになる”という陰と陽の考え方を思い出し、再び試作品捕獲に乗り出す！

うっかり靴とマカダミアナッツを食べてしまったスティッチ。そこへ暴れ者のエイリアン、試作品601号が現れる。リロとスティッチは退治に向かうが、どうもスティッチの様子がおかしい。どうやら靴とナッツがおなかで化学反応を起こし、体内の蓄積データが消えてしまったという。601号を倒すためスティッチを再訓練するリロ。力を取り戻したスティッチだが、601号を目の前に、肝心なことを習い忘れていたのを思い出す。

スティッチとガントゥは犬猿の仲。今回も試作品カプセルを取り合う始末。リロが「ガントゥにもいいところがある」といってもスティッチは聞かない。結局、取り合っていたカプセルはカモメによって島に運ばれ、一行はカプセルを追ってその島へ。だが始動した試作品619号の攻撃によって島に閉じ込められてしまう。みんなで協力しなければ島を脱出できないときでも、ケンカはおさまらず…。

リロの誕生日。だがみんな忘れている様子でリロはがっかり。その頃、人の記憶を消してしまう試作品303号が始動していた。リロとスティッチは303号を追って来たガントゥと奪い合いをするが、303号の光線を浴び、3人とも記憶を失ってしまう。記憶が消えたのはスティッチのせいだと思ったリロはガントゥとコンビを組み、スティッチを捕獲しようとする。そこでジャンバ博士が真実を告げるが、ガントゥは…。

ある人気テレビ番組の収録が、島で行われることに。出演者2名に選ばれるため、マートルやプリークリーは猛特訓中だ。リロはその番組を嫌っていたが、試作品383号の催眠術にかかってしまい、一転して番組に出ると言い出す。だが、最終的に出演者に選ばれたのはスティッチとガントゥ。ガントゥはハムスターヴィールの悪の指令を受け、テレビの視聴者に383号の催眠術をかけて世界を支配しようとしているのだった。

リロとスティッチが捕獲した試作品032号は、誰かがウソをつくと大声で鳴いて知らせるエイリアン。ある日、実家の星の母親から結婚を急かされているプリークリーが「地球の女の子と結婚することになったので帰れない」とウソをつく。すると結婚式のため母親が地球に来てしまい、プリークリーはナニに婚約者役を頼み込む。だが式では032号がビービー鳴きはじめ、みんなは大慌て。ガントゥまで現れ、式は大混乱に。

エリザベス１世祭りの招待券が当たったリロ。みんなを誘うが、マートルだけは行かないと言い張る。しかし諦めきれず会場に来ていたマートルは、入場を断られたスティッチと行動をともにする。そこへ、鉄を食べてどんどん巨大化する試作品586号が出現。リロと一緒だった友達はみんな、リロから離れてマートルのもとに行ってしまった。途方に暮れるリロを守ろうとするスティッチ。だが、586号に食べられてしまう。

ある日郵便局で、植物タイプの試作品カプセル509号を拾ったリロ。ジャンバ博士の元に持っていくと、その試作品はとても強暴だからと、カギのかかる引き出しにしまわれてしまう。そんな中、マートルがランの花をコンテストに出品すると聞き、自分も育てていると嘘をついてしまったリロは、あの植物に似た試作品を盗み出す。しかし、植物を育ててみたら、巨大なエイリアンに変身。しかもどんどん繁殖し始めて…!?

ピエロそっくりの試作品「エラスティコ」は、まわりを笑わせるのが大好き。実はスティッチのいとこでもある。このところスティッチは、フラの発表会で忙しいリロにほったらかされ暇をもてあましぎみ。エラスティコのいるサーカス団を訪ねたところ、エラスティコはガントゥにさらわれ、かわりにスティッチがサーカスにスカウトされる。サーカスの仲間たちはとてもやさしく、スティッチはとうとう契約を結んでしまう。

町を良くするアイディアを発表しあうリロたち。しかしリロ発案の「エイリアン出現アラーム」は却下され、マートルの案が採用になる。その頃、町では試作品613号が大きな音を出して暴れていた。追跡するガントゥから613号を救うスティッチ。613号の大音量で聴覚を奪われながらも、プリークリーの協力とリロの機転に助けられ、見事613号は捕獲される。そして613号の行き先を、リロはひらめくのだった。

試作品ハントの腕をあげているスティッチ。すっかりいい気になったスティッチはスター気取りで、自分よりすごい試作品は作れないと豪語する。怒ったジャンバはスティッチより強い最新作の試作品627号を始動させる。邪悪な心の627号はガントゥとコンビを組み、スティッチをやっつける。自信を失ったスティッチはひきこもり状態に。だが、弱点がないはずの627号にも弱点があると知ったリロたち。ある作戦を決行する！

遠足で宇宙センターに行ったリロとスティッチは、巨大な惑星が地球に接近中という秘密情報を知ってしまう。リロはジャンバ博士の宇宙船で地球を脱出しようとみんなに訴えるが、姉のナニをはじめ誰もリロのことを信じてくれない。そこでやむなく、地球脱出作戦は地球救出作戦に変更。リロたちは巨大惑星を破壊するために宇宙へ向かう。しかしそこには、見たこともないエイリアンが1匹住んでいて…。

初めてのクリスマスに舞い上がるスティッチ。ショッピングモールでクリスマスプレゼントの中に始動前の試作品カプセルが入っているのを発見する。だが他のプレゼントと混ざり合い、どれだかわからなくなってしまう。それを探すべく、町中のプレゼントを奪ってくるスティッチ。何かあると感づいたリロはスティッチの頭の中を覗く機械を使い、カプセルの存在を知る。だがプレゼントの山は根こそぎガントゥに奪われてしまい…。

なんでも溶かしてしまう試作品228号が始動。スティッチの奮闘で見事つかまえるが、リロはドロの上で転んだところをケオニに見られ、それをごまかすためにドロンコ踊りをしてしまったのを後悔する。そこでジャンバのタイムマシンを使って恥ずかしい過去を消そうとするが、何度やり直してもうまい結果にならない。やがて228号はリロの家を溶かし、タイムマシンも溶けてなくなってしまう。元の時間に戻れなくなったリロは！？

スティッチとプリークリーの手品ショー、そのできはさんざんなものだった。2人はマートルのパーティでも手品を披露するらしいと聞き、リロは手品を成功させるため試作品604号を手に入れた。604号がウインクすると、目の前のモノは透明になる。そのおかげでショーは大成功。これを機に、テレビの生放送で灯台を消してみせることが決まる。だが、肝心の604号がスティッチを透明にしたまま脱走！テレビ放送はどうなる!?

ボートレース大会にサメが現れた！ 背ビレでボートはまっぷたつ。実はこの背ビレの正体は、船を沈めるのが得意な試作品602号だった。リロたちは捕獲に乗り出すも、ことごとく失敗。沖に流される途中で1艘の客船になんとか忍び込むが、密航者として捕まりおしおき部屋に閉じ込められてしまう。逃げようと言うジャンパに対し、客船の乗員もボートレースも救いたいと主張するリロ。そこでスティッチが機転を利かせる。

人の秘密をさぐり出して言いふらす試作品199号を家に連れ帰ったリロ。さっそくリロの秘密がさぐられ、ケオニへの恋心を本人にバラされてしまう。困ったリロは199号をガントゥに渡すが、ガントゥもハムスターヴィールもこの試作品にうんざりして手放す始末。199号はブランチの最中に戻ってきて、スティッチやジャンバ、プリークリーの正体もバラしてしまう。ところがこの騒動が、ナニにある幸運をもたらすのだった。

探し物が得意な試作品に「ファインダー」と名づけたリロ。その頃、刑務所を脱走して地球へやってきたハムスターヴィールは、リロに対抗して珍しい動物を探していたマートルに捕まり、ペットにされてしまう。リロたちは銀河連邦からの依頼でハムスターヴィール捜索に乗り出すが、なかなか発見できない。そこに、ハムスターヴィールを捕まえたら大尉に戻れると張り切るガントゥも現れ、マートルたち一般人を巻き込む大騒動に！

夏の猛暑をさけて、エアコンのきいた空港に遊びに行くリロ。だがスティッチは初めてのことにトライするのが大の苦手。空港怖い、アイスも怖いとリロの手をやかせる。そこへ、雪を降らせる試作品523号が始動。あたり一面に雪がつもり、雪が初めてのスティッチは怖がって外に出ようとしない。リロは523号と仲良くなり、スケートやソリを楽しむが、そのすきに523号はガントゥにさらわれてしまう。ガントゥの魂胆は一体？

リロはマートルたちをパーティに招待したが、誰もやってこなかった。寂しくてしかたのないリロ。コピーを作る能力を持つ試作品344号で自分を複製しようとするが、止めに入ったスティッチのコピーができてしまう。複製にはオリジナルよりもパワーが減るという副作用があった。その頃、自分の軍隊を作ろうともくろむガントゥ。344号を奪って、軍隊のコピーを作ってしまう。リロたちはガントゥの暴走を止められるか!?

お祭りへ出かけたリロたち。体が小さいため乗り物に乗れなかったスティッチは勝手にジャンバの巨大化レーザーを持ち出し、巨大スティッチに変身してしまう。その頃、カニに似た小さな試作品、297号が始動。機械や電子機器を壊すために作られた297号は会場の乗り物を次々に壊すだけでなく、巨大化レーザーまで壊して誤作動させ、自分を超巨大モンスターにしてしまった。297号捕獲のため、スティッチがとった行動とは？

ガントゥを出し抜いて捕まえた試作品624号。しかしそれはガントゥのワナだった。624号はリロたちの家に入り込み、ジャンバのコンピュータからいい子になった試作品たちの居所を盗み出すためにわざとつかまったのだった。そうとは知らないスティッチは624号に人目惚れしてメロメロ。だが624号の能力は、美しい歌声で邪悪な心をとり戻させること。ジャンバも、試作品たちも、みな本来の悪に戻り、島は大ピンチに…！

試作品010号は、なぜかハムスターヴィールやガントゥにも見放され、放り出される。その頃、掃除を頼まれたプリークリーは、壊れた掃除機を前に途方にくれていた。010号を持ち帰ったリロとスティッチが、きれい好きの010号に家の掃除をさせてみると家中がピカピカに！だがそれもつかの間、010号の悪い癖は潔癖症「すぎる」ことが発覚。少しでも汚れていると殺菌せずにはいられないという010号をめぐり大騒動に！

試作品222号は、人やエイリアンに寄生するモンスター。砂糖に紛れてリロたちの朝食にもぐり込んだ222号に、プリークリーはまんまと寄生されてしまう。ジャンバ博士はリロとスティッチを小さくして、プリークリーの体内で222号を捕獲しようとするが、リロたちが小さいままでいられる時間は1時間。しかも、プリークリーごと分子転送しようとするガントゥ大尉の魔手も迫る…。リロたちはプリークリーを救出できるのか!?

ケオニが花束を持って訪ねてくると知り、リロは大パニック。バレンタインデーの夜のダンスパーティに自分を誘いに来たと思ったのだ。しかしケオニの目的はプリークリーだった。人を恋させる試作品323号の存在を知ったリロは、ケオニの恋心もそのせいだと納得。そこで323号を使ってケオニの気持ちを自分に向ける。だがニセモノの恋はつまらなかった。スプリンクラーの作動ですべては終わるが、ケオニの恋心だけは…!?

どんな音もサンプリングして繰り返す試作品258号。犬と間違われ動物保護センターに移送されるが、気味悪がった職員がエイリアンハンターを呼ぶ。そこへやってきたリロとスティッチは258号を救出。エイリアンハンターは258号を追う途中でガントゥに出会い、今度はガントゥをターゲットにする。ハンターにつかまったガントゥを約束通り助けに戻ったリロたちだったが、逆にガントゥの捕獲ネット銃で捕まってしまう。

怖い映画を見たくてたまらないリロ。しかし小さいから連れていってもらえずふくれっつら。そんな中、試作品151号が始動し、スティッチ、ナニ、ジャンバ、プリークリーの4人は赤ちゃんになってしまう。一家のなかで一番年上になったリロは、小さな4人のギャングに手を焼くばかりだ。元の大人に戻すにはコーヒーが必要だが、21歳にならないリロはコーヒーを買うことができない。そのうち島中の人が赤ちゃんになり始め…！

ドロボウの試作品349号と350号が始動。やんちゃが過ぎて外出禁止中のリロとスティッチが家を抜け出して街へ出たところ、その試作品たちと出会う。彼らの自由な生き方に憧れたリロは行動を共にすることに決める。しかし、彼らの密かな狙いは、リロたちをオトリに盗みを働き、ガントゥの宇宙船に忍び込む手伝いをさせようとすることだった。ドロボウ2人組のたくらみに、リロとスティッチは気付くことができるのか！？

試作品捕獲に失敗してばかりのガントゥはついにクビに。一方、スティッチは相変わらず乱暴者で、弁償代はかさむばかり。リロはスティッチの再教育を、ジャンバとプリークリーはお金儲けを頑張るが、うまくいかない。そんな矢先、スティッチは、エイリアンの存在を証明すると科学者から大金がもらえることを知る。研究所へ急ぐスティッチ。ところが研究所の所長は思いも寄らぬ「あの人物」だった…。

近頃のリロは、試作品カプセルを探すのに夢中で遅刻ばかり。とうとうナニに見とがめられ、もう1度遅刻をしたらカプセル探しを禁止にすると言い渡される。スティッチは、夜になっても眠らないリロを心配して、試作品360号を仕掛けてリロを眠らせる。フラの発表会になっても目覚めないリロをスティッチが操り、素晴らしいフラダンスを披露。そのことである要人のアテンドを頼まれるのだが、そこには天敵ガントゥの影が…。