Priča počinje na grčkom otoku Kalokairi, gdje se Sophie Sheridan (Amanda Seyfried) priprema za vjenčanje sa Skyom (Dominic Cooper). Sophie je oduvijek odgajala samohrana majka Donna (Meryl Streep), a svog oca nikada nije upoznala. Potajno čita dnevnik svoje majke i otkriva da ima tri moguća oca:Sama Carmichaela (Pierce Brosnan), Billa Andersona (Stellan Skarsgård) i Harryja Brighta (Colin Firth).
Odlučna da sazna tko joj je otac, Sophie poziva svu trojicu muškaraca na svoje vjenčanje bez da kaže Donni. Kad stignu, Donna je šokirana i uznemirena, ali pristaje im dopustiti da ostanu na vjenčanju. Kako vikend odmiče, Sophie upoznaje svakog od muškaraca i počinje se pitati tko joj je pravi otac.
U međuvremenu, Donna se suočava sa svojim osjećajima o prošlosti. I dalje je zaljubljena u Sama, ali se također boji ponovnog povrijeđivanja. Povjerava se svojim dvjema najboljim prijateljicama, Rosie (Julie Walters) i Tanyi (Christine Baranski).
Uoči vjenčanja, Sophie razgovara iz srca sa svakim od trojice muškaraca. Saznaje više o njihovoj prošlosti i odnosima s Donnom. Također saznaje da svaki od njih ima posebnu vezu s njom.
Naposljetku, Sophie odlučuje da ne mora znati tko joj je otac. Sretna je zbog ljubavi i podrške svoje majke i svojih prijatelja. Udaje se za Skya i svi žive sretno do kraja života.