L'histoire suit la fin d'année scolaire de Napoleon Dynamite et de ses amis dans une ville perdue des États-Unis. Le scénario n'est pas évident à résumer dans la mesure où le film n'est pas construit autour d'une vraie trame narrative, mais qu'il traite plutôt d'une succession de séquences de la vie quotidienne du héros.

Napoleon Dynamite est un lycéen nerd et moche, dans une petite ville de Preston (Idaho). Il vit chez sa grand-mère avec Kip, son grand frère de trente deux ans qui passe son temps à chatter sur internet.

Après un accident de quad de leur grand-mère, leur oncle Rico vient prendre soin d'eux. Avec Kip, il décide de se lancer dans le porte à porte pour vendre des objets en plastique.

Dans le même temps, Napoleon se lie d'amitié avec Pedro, un nouvel élève Mexicain. Ensemble, ils essayent de trouver une fille à inviter au bal du lycée. Ils font ainsi la connaissance de Deb, une jeune fille timide passionnée de photographie.

Napoleon pousse alors son ami Pedro à se présenter aux élections du lycée et à mener campagne ensemble contre la fille la plus populaire du lycée.