La storia di Hoover. Padre Richard sta cercando disperatamente di vendere il suo "Percorso in 9 passi verso il successo". La madre, Sheryl, cerca di nascondere i fallimenti del fratello, uno specialista suicida di Proust, appena dimesso dall'ospedale dopo essere stato licenziato dalla sua amante. Anche i bambini Hoover hanno i loro sogni improbabili: la figlia di sette anni Olive sogna di diventare una reginetta di bellezza, mentre suo fratello Dwayne ha fatto voto di silenzio finché non frequenterà l'Accademia aeronautica. Quando Olive riceve un invito a competere per il titolo altamente selettivo di Little Miss Sunshine in California, tutta la famiglia decide di sostenerla. Ed eccoli lì, stipati nel loro furgone Volkswagen arrugginito: si dirigono verso ovest e iniziano un tragicomico viaggio di tre giorni che li porterà faccia a faccia con eventi inaspettati...