Noua aventură începe cu Walter şi Gary, doi fani împătimiţi ai păpuşilor Muppets, care pleacă în vacanţă în Los Angeles, iar călătoria lor include şi o vizită la studiouri. Atunci află că un magnat al petrolului vrea să demoleze vechiul teatru....
Olive, in varsta de sapte ani, are o singura dorinta: sa castige concursul de frumusete Little Miss Sunshine. Insotita de familia ei disfunctionala, Olive porneste intr-o calatorie plina de aventuri spre California....