Stitch & Ai, Lilo & Stitch'teki olayları takip eder, ancak Stitch olaylarından önce! anime. Dizi, Stitch'i kendi yıkıcı genetik deneylerini yapmak için kullanmak isteyen uzay suçluları tarafından kaçırıldığını gösteriyor. Ancak, Çin'in Huangshan dağlarına kaçar ve burada ablası Jiejie'den ayrılma riskiyle karşı karşıya olan canlı bir yerel kız olan Ai ile arkadaş olur. Stitch, Ai'nin "köpeği" olur ve ikisi, diğerinin sorunlarıyla uğraşırken birbirlerine yardım eder; Ai, Stitch'in uzay suçlularıyla başa çıkmasına yardım ederken, ailesiyle birlikte dağlarda kalmasına yardım eder.