Quand elle se retrouve subitement enceinte à cause d'un copain, une fille de 16 ans d’une petite bourgade du Minnesota décide de confier son futur bébé à un couple "parfait" déniché dans les petites annonces. Sauf qu’elle découvre que cette perspective d’adoption pousse le couple vers le divorce, pendant qu’elle retombe amoureuse du père biologique de son enfant.
Juno MacGuff (Elliot Page), une adolescente cool et sûre d’elle, fait un bond dans l’âge adulte quand elle tombe subitement enceinte et se met en chasse de parents parfaits pour son bébé. Avec l’aide de son copain adorablement irresponsable (Michael Cera), de son père (J.K. Simmons) et de sa belle-mère terre-à-terre (Allison Janney), Juno jette son dévolu sur un couple aisé (Jennifer Garner et Jason Bateman) désireux d’adopter leur premier enfant.