Avant de réaliser Little Miss Sunshine, Jonathan Dayton et Valerie Faris ont travaillé avec de nombreux musiciens rock et pop (voir l’article Zoom sur le duo Faris / Dayton). C’est peut-être pour ça qu’ils ont particulièrement bien choisi les musiques de leur film.
La musique originale, composée spécialement pour le film, est de Michael Dyanna et du groupe américain DeVotchKa. Le premier morceau du film, The Winner Is, est une version instrumentale de la chanson How it ends de DeVotchKa, sortie deux ans avant le film. Les réalisateurs adoraient « la douceur et la mélancolie » de DeVotchKa et pensaient que c’était le morceau idéal pour commencer le film. The Winner Is a servi par la suite à illustrer des publicités et des reportages.