Sophie Sheridan es una chica de veinte años, residente en el hotel de su madre, situado en una isla griega. La joven está a punto de casarse con Sky, y su madre, Donna, nunca le ha dicho quién es su padre.
Cuabdo Sophie encuentra el antiguo diarío de su madre, descubre la dirección de tres hombres que podrían ser su padre y decide infirtrarlos a su boda sin que su madre se entere.
Todo se complica cuando Sam Carmichael, Harry Bright y Bill Austin llegan a la isla y se encuentran con Sophie y Donna, la última apoyada por sus dos mejores amigas, Rosie y Tanya. Todos juntos intentarán resolver el misterio de quién es el verdadero padre de Sophie y quién la llevara al altar.