Le père de la famille Hoover, Richard, coach incorrigiblement optimiste, tente désespérément de vendre son "Parcours vers le succès en 9 étapes", sans grand succès, hélas. La mère, Sheryl, est constamment mise à l'épreuve par sa famille, dont elle tente de dissimuler les travers, en particulier ceux de son frère, spécialiste de Proust fraîchement sorti de l'hôpital après une tentative de suicide. Les enfants Hoover ne sont pas non plus dépourvus de rêves improbables : la fille de sept ans, Olive, binoclarde un peu enrobée, se rêve en reine de beauté, tandis que Dwayne, son agressif de frère, a fait voeu de silence jusqu'à son entrée à l'Air Force Academy. Pour couronner le tout, le grand-père, hédoniste à la langue bien pendue, vient de se faire virer de la maison de retraite pour avoir sniffé de l'héroïne. Les Hoover ont beau ne pas incarner un modèle de famille équilibrée, quand Olive décroche par chance une invitation à concourir pour le titre très sélectif de Little Miss Sunshine, toute la famille fait corps derrière elle. Les voilà donc entassés dans leur break Volkswagen rouillé : cap vers la Californie...

      La concrétisation du projet "Little miss Sunshine", de la pré-production à la sortie en salle, aura mis au total 5 ans. La production a été immédiatement emballée par le scénario de Michael Arndt. David T. Friendly déclare ainsi : "Il ne m'est arrivé qu'une autre fois dans ma vie d'avoir une réaction si instinctive à un projet de film. Tout me disait qu'il fallait que je fasse ce film. C'est très rare de découvrir un film qui vous fasse rire et pleurer d'une seconde à l'autre."