Peter Bretter (Jason Segel), un músic que lluita per donar-se a conèixer, fa sis anys amb la seva noia, l’estrella de televisió Sarah Marshall (Kristen Bell), a la qual idolatra. És el típic noi que guarda la bossa de l’actriu mentre els paparazzi li fan fotos, o al que ella oblida incloure en els agraïments quan li donen un premi. Però res d’això importa mentre està amb ella. Per desgràcia, el món de Peter s’esfondra quan Sarah el deixa i es queda sol. La seva primera reacció és intentar sense èxit convertir-se en un faldiller. A continuació té una crisi nerviosa a la feina, i s’adona que estar sense Sarah pot destrossar-li la vida. Decidit a recuperar la salut mental, decideix anar-se’n a Hawaii, on haurà d’enfrontar al pitjor malson: la seva ex i el seu nou nòvio, un rocker anglès molt modern anomenat Aldous (Russell Brand), estan al mateix hotel.