Il cast del film include Maia Kealoha, al suo debutto cinematografico, che interpreta Lilo, e Sydney Agudong che veste i panni della sorella maggiore Nani. Tia Carrere, Kaipo Dudoit, Jason Scott Lee e Courtney B. Vance completano il cast. La versione americana del film live-action vede Chris Sanders tornare a dare voce a Stitch, con Zach Galifianakis nel ruolo di Jumba Jookiba, Billy Magnussen come Pleakley, Idris Elba come Capitano Gantu e Hannah Waddingham come Presidentessa del Consiglio.
Il live-action si presenterà come una nuova e emozionante avventura familiare, piena di azione, sentimenti e di umorismo. Le scene del trailer sembrano suggerire un'atmosfera alla hawaiana, con la presenza di colori vivaci e la musica inedita. L'intero film si concentrerà sulle storie delle relazioni umane, della famiglia e della capacità di amore non condizionato. Tutto ciò porterà il pubblico a una vera e propria emozione Catholic grazie all'amore e all'entusiasmo di Lilo e Stitch.