Zgodba se začne na grškem otoku Kalokairi, kjer se Sophie Sheridan (Amanda Seyfried) pripravlja na poroko s Skyjem (Dominic Cooper). Sophie je vedno vzgajala njena mati samohranilka Donna (Meryl Streep), očeta pa ni nikoli srečala. Na skrivaj prebere mamin dnevnik in odkrije, da ima tri možne očete:Sama Carmichaela (Pierce Brosnan), Billa Andersona (Stellan Skarsgård) in Harryja Brighta (Colin Firth).
Odločena, da bo izvedela, kdo je njen oče, Sophie povabi vse tri moške na svojo poroko, ne da bi povedala Donni. Ko prispejo, je Donna šokirana in razburjena, vendar se strinja, da ostanejo na poroki. Ko se vikend nadaljuje, Sophie spozna vsakega od moških in se začne spraševati, kdo je njen pravi oče.
Medtem se Donna spopada s svojimi občutki o preteklosti. Še vedno je zaljubljena v Sama, a se tudi boji, da bi bila spet prizadeta. Zaupa se svojima najboljšima prijateljicama, Rosie (Julie Walters) in Tanyi (Christine Baranski).
Na predvečer poroke se Sophie iz srca pogovarja z vsakim od treh moških. Izve več o njuni preteklosti in odnosih z Donno. Spozna tudi, da ima vsak od njih posebno vez z njo.
Na koncu se Sophie odloči, da ji ni treba vedeti, kdo je njen oče. Vesela je ljubezni in podpore mame in prijateljev. Poroči se s Skyjem in živita srečno do konca svojih dni.