Für die kleine, liebenswerte Olive geht ein Traum in Erfüllung: Sie darf am "Little Miss Sunshine"-Wettbewerb teilnehmen. Es gibt nur ein Problem: Ihre nicht unbedingt vorbildliche Familie kann sich den Flug zum Austragungsort nach Kalifornien nicht leisten. Deshalb machen sich Olive und ihre Eltern zusammen mit dem selbstmordgefährdeten Onkel, dem schweigsamen Bruder und dem obszönen und drogenabhängigen Großvater in ihrem alten VW-Bus auf den Weg. Da ist der Ärger natürlich schon programmiert.