Els Hoover són una família desestructurada: l'avi esnifa cocaïna i diu paraulotes, el pare fa cursos sobre l'èxit amb estrepitós fracàs, la mare no dóna l'abast, l'oncle es recupera d'un suïcidi frustrat en ser abandonat pel seu xicot, el fill adolescent llegeix Nietzche i es nega a parlar, i la filla petita, l'Olive, una nena amb ulleres i lleugerament grassoneta, vol participar en concursos de bellesa. Quan un cop de sort porta l'Olive a ser convidada a participar al molt competitiu concurs de 'Petita Miss Sunshine' a Califòrnia, tota la família Hoover es reuneix per anar amb ella. S'apilen en la seva oxidada furgoneta Volkwagen i es dirigeixen cap a l'oest en un tragicòmic periple de tres dies, ple de boges sorpreses que els porta al gran debut de l'Olive, el qual canviarà a aquesta família d'inadaptats d'una forma que mai haguessin imaginat.

Farta de l'ambient sexista i tòxic del seu institut, una tímida noia de 16 anys troba la inspiració en el passat rebel de la seva mare i publica de manera anònima una revista que provoca una revolució per tota l'escola.

Camí de Savanah, on es casarà amb la seva núvia de tota la vida, el meticulós i ordenat Ben (Ben Affleck) coneix Sarah (Sandra Bullock), una impulsiva i excèntrica jove. A partir d'aquest moment compartiran junts tota mena de contratemps meteorològics que semblen voler impedir l'enllaç matrimonial de Ben amb la seva promesa Bridget Cahill (Maura Tierney).

Un director de teatre amb un caràcter irritant i confús que veurà posada a prova la seva estabilitat mental quan un actor el deixi en evidència i el seu matrimoni arribi a la seva fi.