在经历了种种波折和磨难之后，星际宝贝史迪奇（克里斯·桑德斯 Chris Sanders 配音）总算取得了“地球常住客”的身份，成了莉洛（达科塔·范宁 Dakota Fanning 配音）家庭中的一份子。一年一度的草裙舞大赛即将拉开序幕，莉洛的妈妈曾经在比赛中夺得头筹，莉洛想要参加这届比赛，再现妈妈的风采。

就在莉洛为了参加比赛努力训练之时，史迪奇的身体开始出现一些奇怪的征兆，这些征兆从小小的麻烦演变成了大大的混乱，再发展下去，甚至有可能威胁到史迪奇的生命安全！为了保护心爱的家人，莉洛决定去寻找发明了史迪奇的博士贾巴（大卫·奥根·斯提尔斯 David Ogden Stiers 配音），这位聪敏智慧的博士能否解决史迪奇身上的麻烦呢？