Stitch & Ai prati dešavanja iz filma Leroy & Stitch. Stiča kidnapuju svemirski kriminalci koji žele da ga iskoriste za sopstveni destruktivni genetski eksperiment. Međutim, on beži u kineske planine Huangšan, gde se sprijateljuje sa Ai, energičnom lokalnom devojčicom kojoj preti razdvajanje od njene starije sestre Jiedže. Stič postaje Ai-jin "pas", i njih dvoje pomažu jedno drugom u rešavanju problema; Ai pomaže Stiču da se izbori sa svemirskim kriminalcima, dok joj on pomaže da ostane u planinama sa svojom porodicom.