有一天莉萝收留了一只可怜兮兮的流浪狗史迪仔(克里斯·桑德斯)，但是她万万没有想到的是，这只长相有点怪异的蓝色动物其实才不是普通的狗，他居然是一个六只脚的外星生物！而且还是一个失败的试验所制造出的危险分子，在被流放到银河系的另一个星球途中，由于航天飞机意外失事，只能在地球上迫降，于是史迪仔逮到机会溜之大吉。为了在地球上隐藏身份，史迪奇只能“忍辱偷生”，把自己的两只脚藏起来，让自己看起来像是一只狗，在和莉萝相处的日子里，小女孩的可爱、善良让她和史迪奇成了形影不离的好伙伴。然而另一方面，星际联盟会议长派制造出史迪奇的强霸博士和独眼霹雳立刻全力出动，即使要搜遍宇宙也要将其拘捕归案！后来星际联盟会议长被莉萝与史迪奇之间的爱感动了，把他们留下，并让强霸和独眼霹雳也留了下来。本片剧情接续原本电影，叙述在史迪奇这“626号实验品”之前，强霸博士已有好几百个失败的实验品，如今强霸居然把这些实验品全都偷偷走私到地球。心怀不轨的越狱者仓鼠飞轮和被开除而怀恨在心的钢图舰长联手，绑架了强霸博士，并且要去寻回之前的其他个实验品，再次创造出全新的星际宝贝。这些稀奇古怪的原本邪恶的实验品包括有能发出强力电波的221号实验品小火花、懒惰却能做出美味三明治的第625号实验品鲁本等等。如今，夏威夷五岁小女孩莉萝和星际宝贝史迪奇要协助星际联盟，在夏威夷群岛做地毯式搜索，抢在仓鼠飞轮之前找到其他史迪奇的实验品表亲，并且还要帮这些原本邪恶的实验品改邪归正，找到适合他们各自的地方。
