Olive, in varsta de sapte ani, are o singura dorinta: sa castige concursul defrumusete Little Miss Sunshine. Insotita de familia ei disfunctionala, Olive porneste intr-o calatorie plina de aventuri spre California. Tatal, Richard, incearca disperat sa-si vanda programul „Calea spre succes in 9 pasi”. Mama, Sheryl (Toni Collette), incearca sa puna sub tacere problemele fratelui ei, specialist suicidar in opera lui Proust, de-abia iesit din spital dupa ce a fost concediat de amantul sau.