Cléo bevæger sig rundt og rundt i Paris, mens hun venter på resultatet af en lægeundersøgelse, som hun frygter vil betyde en dødsdom.

Syvårige Olive Hoover drømmer om at vinde skønhedskonkurrencen Little Miss Sunshine, og selvom hun har et ret almindeligt udseende, et par kilo for meget på sidebenene og tykke briller bakker hendes mærkværdige, men også elskelige familie, op om hende. Derfor tager hele familien af sted i deres gamle folkevognsrugbrød og kører fra Albuquerque til Californien, hvor konkurrencen foregår. Turen byder på mange morsomme oplevelser og store personlige omvæltninger. Da de er fremme, bliver det nødvendigt for dem at tage alternative metoder i brug for at Olive kan vinde konkurrencen.

På en bar møder den prostituerede Aileen Wuornos den troskyldige Selby. Sammen forsøger de to unge kvinder at begynde på en frisk, men efter et liv præget af ydmygelser, tæv og seksuelt misbrug kan Aileen ikke længere kontrollere sin vrede. Da en af hendes kunder slår hende halvt fordærvet, skyder Aileen ham i selvforsvar. Det bliver det første af en lang række mord på de sexkunder, der samler Aileen op langs landevejene.

Forfatteren Lee Israel har nydt en vis succes med sine biografier af berømtheder. Men ingen vil udgive hendes nye bog, og i desperation begynder hun i stedet at fremstille breve "skrevet af" kendte, døde forfattere. Hendes falsknerier bliver et hit, og pludselig kommer hun til penge. Men hvad sker der, hvis hun bliver afsløret?