Synopsis - Les Hoover ne sont pas une famille comme les autres. Chacun y a des aspirations et des personnalités qui sortent pour le moins de l'ordinaire. Entre Frank (Steve Carell), l'oncle dépressif spécialiste de Proust, Sheryl (Toni Colette), la mère surbookée, et Richard (Greg Kinnear), guère brillant dans sa carrière de conférencier motivateur, on trouve la petite Olive (Abigail Breslin), qui n'a qu'une ambition : devenir reine de beauté. Aussi, lorsqu'elle apprend qu'elle a été sélectionnée pour participer au concours de beauté Little Miss Sunshine, toute la famille décide de l'y accompagner. C'est le début d'un voyage rocambolesque à bord d'un vieux van jaune sur le point de rendre l'âme. Arriveront-ils au bout du voyage ? Sauront-ils faire cohabiter leurs personnalités explosives ?