El compositor Peter Bretter (Jason Segel) está en una relación de cinco años con la actriz Sarah Marshall (Kristen Bell), quien protagoniza un programa de televisión similar a "CSI: Escena del Crimen" llamado "Escena del Crimen: Escena del Delito". Un día, mientras Peter está completamente desnudo en su apartamento, Sarah anuncia que está rompiendo con él. Devastado y no pudiendo superar su dolor con encuentros de una noche, Peter decide hacer un viaje a Hawái. Sin embargo, las vacaciones se arruinan cuando se entera de que Sarah y su nuevo novio, la estrella de rock Aldous Snow (Russell Brand), también son huéspedes del resort. Compadeciéndose de él, la conserje del hotel, Rachel (Mila Kunis), le ofrece una suite cara de forma gratuita a cambio de que él limpie la habitación por sí mismo.