Premier long métrage des réalisateurs et premier scénario de Michael Arndt, Little Miss Sunshine raconte, sous la forme d'un road movie, la participation de la jeune Olive (jouée par Abigail Breslin) à un concours de beauté pour enfants, accompagnée par une famille haute en couleur, jouée par Greg Kinnear, Steve Carell, Toni Collette, Paul Dano et Alan Arkin.
Film indépendant, il est présenté au festival de Sundance en 2006. Il est nommé à quatre Oscars du cinéma, dont celui du meilleur film et en remporte deux : meilleur scénario original et meilleur acteur dans un second rôle pour Alan Arkin. Il a également remporté le César du meilleur film étranger et le grand prix du festival de Deauville, ainsi que de nombreuses autres distinctions.
Coach de motivation et conférencier, Richard Hoover espère bâtir une carrière dans cette voie. Sa femme, Sheryl, mère surmenée de deux enfants, va à l'hôpital chercher son frère, Frank, universitaire homosexuel et spécialiste de Marcel Proust qui a essayé de se suicider à la suite d'une rupture, et le persuade de s'installer temporairement chez eux. Dwayne, le fils de Sheryl, issu d'un précédent mariage, également amateur de Nietzsche, fait vœu de silence depuis neuf mois afin de réaliser son rêve d'entrer à l'United States Air Force Academy pour devenir pilote d'essai et ne communique qu'avec un bloc-notes. Le père de Richard, Edwin, vétéran de la Seconde Guerre mondiale qui est un personnage grossier, vit avec la famille depuis qu'il a été expulsé de sa maison de retraite pour usage et vente d'héroïne. Il est également très proche de sa petite-fille, Olive, sept ans, enfant issue du mariage de Richard et Sheryl.
Olive est très excitée en apprenant qu'elle s'est qualifiée à « Little Miss Sunshine », un des plus prestigieux concours de beauté pour enfants qui se déroulera dans deux jours à Redondo Beach, en Californie. Cependant, le budget des Hoover est très serré et en raison de problèmes d'ordre logistique, toute la famille doit être présente durant ce voyage. Malgré les réticences de Richard, Frank et Dwayne, ils s'unissent tous pour soutenir la petite dernière et se lancent dans un voyage de 800 miles (soit 1 287 km) à bord d'un vieux Combi Volkswagen…
