当莉洛（黛维·切斯 Daveigh Chase 配音）和史迪奇（克里斯·桑德斯 Chris Sanders 配音）终于完成了他们的任务之后，史迪奇即将和贾巴博士（大卫·奥根·斯提尔斯 David Ogden Stiers 配音）以及普利凯利（凯文·麦克唐纳 Kevin McDonald 配音）一起返回他们的星球，然而，就在这个节骨眼上，一个名为勒罗伊（克里斯·桑德斯 Chris Sanders 配音）的邪恶试验品浮出了水面。
野心勃勃的汉姆斯特维尔博士（杰夫·贝内特 Jeff Bennett 配音）想要将极为危险的勒罗伊复制成为一支军队，统治整个宇宙。为了粉碎汉姆斯特维尔博士的阴谋，莉洛和史迪奇再度合作，他们所要面对的，是和往日不同的，强大而又危险的敌人。
布莱思·丹纳 David Errigo Jr. 萨顿·福斯特 Ashlyn Madden Iris Menas Iara Nemirovsky 拉瑞恩·纽曼 Tyler Shamy
Lindsay Jones Arryn Zech Kara Eberle Barbara Dunkelman Miles Luna Jen Brown Samantha Ireland James Bryce Neath Oum
格利高里·曼恩 大卫·布拉德利 伊万·麦克格雷格 朗·普尔曼 菲恩·伍法德 凯特·布兰切特 克里斯托弗·瓦尔兹 蒂尔达·斯文顿 伯恩·戈曼 蒂姆·布雷克·尼尔森 约翰·特托罗