Ninguno de los Hoover ha logrado organizar su vida, pero no es porque no lo hayan intentado. El padre, Richard, un conferenciante motivacional desesperadamente optimista, está tratando de vender como sea su programa de 9 pasos hacia el éxito, sin demasiada suerte. Mientras tanto, Sheryl, la madre "pro-honestidad" de los Hoover se ve constantemente atosigada por los excéntricos misterios de su familia, especialmente por los de su hermano, un estudioso de Proust con tendencias suicidas que acaba de salir del hospital tras haber sido abandonado por su amante gay.

Luego están los miembros más jóvenes de los Hoover con sus sueños imposibles - la reina Olive, a la que le encantaría ser una belleza y Dwayne, un airado adolescente lector de Nietzsche que ha hecho un inquebrantable voto de silencio hasta que consiga entrar en la Academia de las Fuerzas Aéreas. C

Seguramente no son el retrato de la perfecta salud mental, pero cuando un golpe de suerte lleva a Olive a ser invitada a participar en el muy competitivo concurso de "PEQUEÑA Miss Sunshine" en California, toda la familia Hoover se reúne para ir con ella. Se apilan en su oxidada furgoneta Volkswagen y se dirigen hacia el Oeste en un tragicómico periplo de tres días lleno de locas sorpresas que les lleva al gran debut de Olive - el cual cambiará a esta familia de inadaptados de una forma que nunca hubieran imaginado.