A história gira em torno de Peter Bretter, que é um compositor de música para um programa de TV que acontece para caracterizar sua namorada, Sarah Marshall, no papel principal. Depois de um relacionamento de cinco anos, Sarah rompe abruptamente com Peter. Devastado por este evento, ele opta por ir de férias no Havaí, a fim de tentar seguir em frente com sua vida. O problema resulta quando ele se encontra com sua ex na ilha como ela está de férias com seu novo namorado.