フーヴァー一家の娘である、オリーヴ･フーヴァーは、ビューティー･クィーンになることが夢である。小太りの眼鏡っ子だが、美人コンテストのビデオを熱心に研究している。兄ドウェーンは筋肉トレーニングが日課。そして、一家と同居するグランパは、ヘロイン吸引で夢見心地となっている。叔父のフランクは自殺未遂で病院に入院していたが、オリーヴの母シェリルに自宅に連れ戻された。大学でプルーストの研究をするフランクは、ライバルに恋人を奪われたことにショックを受け、手首を切ったのだった。全員揃った一家で夕食中、次から次へと不穏な話題が飛び出す。そこで、父リチャードは、妻と娘に留守電メッセージが入っていたことを告げる。留守電を再生すると、「リトル･ミス･サンシャイン」コンテスト地方予選の優勝者が失格となり、繰り上げ優勝となったオリーヴがカリフォルニアのレドンド･ビーチで行われる決勝出場資格を得たという。狂気乱舞するオリーヴ。飛行機代を捻出する経済的余裕はないので、一家全員がおんぼろのフォルクス･ワーゲン･ミニバスに乗り込んで、一路カリフォルニアを目指すことになった。フーヴァー一家は果たしてカリフォルニアまで辿り着くことができるだろうか?
