Junte-se à viagem hilariante dos Hoover, uma das mais adoravelmente disfuncional família da história da comédia. O pai Richard (Greg Kinnear) está a tentar vender desesperadamente o seu programa de motivação para o sucesso... sem sucesso nenhum. Entretanto, a mãe Sheryl (Toni Collette) apoia a sua excêntrica família, incluindo o seu depressivo irmão (Steve Carell), acabado de sair do hospital após se tentar suicidar por ter sido abandonado pelo seu amante. Há também os jovens Hoover: Olive (Abigail Breslin), com sete anos, sonha ser raínha de beleza e Dwayne (Paul Dano) um adolescente apreciador de Nietzsche que fez um voto de silêncio. E ainda o desbocado avó (Alan Arkin) cujo comportamento ultrajante originou a sua expulsão do lar onde vivia.

Quando Olive é convidada a competir no concurso de beleza "Little Miss Sunshine" na distante Califórnia, a família amontoa-se na ferrugenta e velha carrinha numa viagem com tumultuosos e hilariantes resultados.