Peter Bretter, un músico que lucha por darse a conocer, lleva seis años con su chica, la estrella de televisión Sarah Marshall, a la que idolatra. El mundo de Peter se derrumba cuando Sarah le deja y se queda solo. Decidido a recuperar la salud mental, decide irse a Hawai, donde deberá enfrentarse a la peor pesadilla: su ex y su nuevo novio, un roquero inglés muy moderno llamado Aldous, están en el mismo hotel.