Een eigenzinnige familie van New Yorkers moeten in het reine komen met hun eigen twijfels over het leven, relaties en de pure onvoorspelbaarheid van de liefde zelf. Petunia verweeft het leven van de broers Charlie (Tobias Segal), Adrian en Michael (Eddie Kaye Thomas) die alles wat hun psychoanalytische ouders hen hebben geleerd proberen af te leren. Terwijl Michael's cynische vrouw Vivian (Thora Birch) ontdekt dat ze zwanger is, verandert de familie des te meer. Charlie's meant to be vriendje George (Michael Urie) heeft een polyamoreuze relatie met fitness fanatieke Robin (Brittany Snow) en Adrian heeft een niet aflatende seksverslaving ontwikkeld. Petunia is een film over een disfunctioneel gezin op de rand van een zenuwinzinking. Dit is het verhaal over hoe zij de brokken proberen te lijmen.