Sophie Sheridan, Yunan adasında evlenmeye hazırlanan genç bir kadındır. Babasının kim olduğunu bilmez. Annesi Donna, geçmişteki üç erkek arkadaşı adaya davet eder. Bu üç adam, Sophie'nin babası olabilecek kişilerdir. Düğün hazırlıkları sürerken, Sophie bu üç adamdan hangisinin babası olduğunu anlamaya çalışır.

Donna'nın eski sevgilileri adaya gelir. Her biri farklı bir karaktere sahiptir. Sophie'nin hayatına yeni bir boyut katarlar. Abba'nın şarkıları eşliğinde, Sophie ve annesi geçmişle yüzleşir. Mamma Mia! bu karmaşık ilişkileri ve düğün hazırlıklarını anlatır.