O esforçado músico Peter Bretter passou seis anos a idolatrar a sua namorada, a estrela de televisão Sarah Marshall. Ele era o tipo que ficava a segurar na bolsa dela nas fotos dos paparazzi mas que era também constante e acidentalmente omitido dos discursos de agradecimento nas cerimónias. No entanto o seu mundo fica de pernas para o ar quando ela o despacha e Peter dá consigo totalmente só. Após um mal sucedido tour por muitas e variadas mulheres e diversos esgotamentos nervosos no local de trabalho, ele apercebe-se que a ausência de Sarah pode destruir a sua vida. Para espairecer as ideias, Peter embarca numa impulsiva viagem para Oahu, onde é confrontado com o seu pior pesadelo: a sua ex e o novo namorado desta, o rocker britânico, tragicamente cool, Aldous, estão no mesmo hotel que Peter!
