在經歷了種種波折和磨難之後，星際寶貝史迪奇（克里斯·桑德斯 Chris Sanders 配音）總算取得了「地球常住客」的身份，成爲了莉洛（達科塔·范寧 Dakota Fanning 配音）家庭中的一份子。一年一度的草裙舞大賽即將拉開序幕，莉洛的媽媽曾經在比賽中奪得頭籌，莉洛想要參加這屆比賽，再現媽媽的風采。
就在莉洛爲了參加比賽努力訓練之時，史迪奇的身體開始出現一些奇怪的徵兆，這些徵兆從小小的麻煩演變成爲了大大的混亂，再發展下去，甚至有可能威脅到史迪奇的生命安全！爲了保護心愛的家人，莉洛決定去尋找發明了史迪奇的博士賈巴（大衛·奧根·斯提爾斯 David Ogden Stiers 配音），這位聰敏智慧的博士能否解決史迪奇身上的麻煩呢？