Argumento:
Sophie Sheridan (Amanda Seyfried) es una chica de veinte años residente en el hotel de su madre, situado en una isla griega, que está a punto de casarse con Sky (Dominic Cooper). Su madre, Donna (Meryl Streep), nunca le ha dicho quién es su padre.
Cuando Sophie encuentra el antiguo diario de su madre, descubre la dirección de tres hombres que podrían ser su padre y decide invitarlos a su boda sin que su madre se entere.
Todo se complica cuando Sam Carmichael (Pierce Brosnan), Harry Bright (Colin Firth) y Bill Anderson (Stellan Skarsgård) llegan a la isla y se encuentran con Sophie y Donna, la última apoyada por sus dos mejores amigas, Rosie (Julie Walters) y Tanya (Christine Baranski).
Todos juntos intentarán resolver el misterio de quién es el verdadero padre de Sophie y quién la llevará al altar.