Une jeune fille de 20 ans, Sophie Sheridan (Amanda Seyfried), sur le point de se marier, avoue à ses meilleures amies et demoiselles d’honneur, Ali et Lisa, qu’elle a secrètement invité trois hommes à son mariage qui, selon le journal intime de sa mère, sont susceptibles d’être son père, qu’elle ne connaît pas : Sam Carmichael (Pierce Brosnan), architecte irlando-américain; Bill Anderson (Stellan Skarsgård), aventurier et écrivain suédois; et Harry Bright (Colin Firth), banquier anglais, tout cela sans que sa mère ne soit au courant. Elle rêve que son père l’accompagne à l’autel lors de son mariage, et est persuadée de pouvoir savoir lequel des trois sera son père en passant du temps avec eux.

La mère de Sophie, Donna (Meryl Streep), est propriétaire d’une villa réaménagé en hôtel méditerranéen, qu’elle tient tant bien que mal, notamment à cause de problèmes financiers. Elle est rejointe par ses deux meilleures amies, avec lesquelles elle avait créé le groupe Donna et les Dynamos, Rosie Mulligan (Julie Walters), une auteure sarcastique, et Tanya Chesham-Leigh (Christine Baranski), maintenant riche et divorcée de plusieurs maris. Elle leur révèle sa confusion face au mariage de sa fille : en effet, elle-même ne s’est jamais mariée, et ne l’aurait jamais fait si tôt si cela était arrivé. Alors que Donna fait visiter la ville à Rosie et Tanya, les trois hommes arrivent et sont bientôt rejoints par Sophie, qui les amène dans un grenier qu’elle a arrangé en chambre. Elle leur révèle que c’est elle qui les a invité à son mariage, et non pas Donna, pour déterminer qui est son père. Elle les supplie de se cacher pour faire la surprise à Donna, qui soi-disant lui parle tant d’eux trois. Ils entendent Donna travailler mais jurent de garder le secret de Sophie.

Cependant, Donna les découvre et les espionne jusqu’à se retrouver face à eux. Elle demande alors à ses trois anciens amants de partir. Elle révèle ensuite à Rosie et Tanya qu’elle-même ne sait pas lequel des trois hommes est le père de Sophie. Les deux amies aident alors une Donna abattue en dansant à travers l’île avec les habitantes (Dancing Queen). Sophie trouve les hommes sur le bateau de Bill, les rejoint et se laisse bercer par les histoires qu’ils lui racontent sur la jeunesse de Donna. Sophie veut parler de son stratagème à son fiancé Sky (Dominic Cooper), mais n’en a pas le courage. Alors qu’ils chantent ensemble sur leur amour, Sky est emporté par ses amis pour son enterrement de vie de garçon. À l’enterrement de vie de jeune fille de Sophie, Donna et ses deux amies reforment leur groupe et chantent pour sa fille. Quand Sam, Bill et Harry débarquent, Sophie décide de leur parler à chacun seul à seul. Elle apprend par Bill que Donna a reçu l’argent pour acheter la villa de la part de Sofia, la grand-tante de Bill, dont Sophie porte maintenant le nom. Elle lui demande de l’accompagner jusqu’à l’autel et de garder leur secret jusqu’au mariage. Sophie est heureuse d’avoir découvert son père quand Sam et Harry se ruent sur elle pour lui dire chacun qu’il est son père et qu’il veut l’accompagner jusqu’à l’autel. Sophie, emportée par ses pensées, s’évanouit.

Le lendemain matin, Rosie et Tanya disent à Donna qu’elles vont s’occuper des hommes. Bill et Harry ont l’intention de se dire l’un l’autre ce qu’ils ont appris la nuit dernière, mais ils sont interrompus par Rosie. Donna face à Sophie, pensant que Sophie ne veut pas de ce mariage, mais cette dernière révèle qu’elle veut en fait ne pas reproduire les erreurs de sa mère. Sam trouve alors Donna et ils réalisent qu’ils ont toujours des sentiments envers l’autre. Alors que Tanya flirte avec un jeune garçon de la nuit précédente, Sophie avoue son plan à Sky et lui demande son aide. À la déception de Sophie, Sky s’énerve. Elle va donc retrouver sa mère, et les deux femmes se réconcilient alors que Donna aide sa fille à s’habiller pour son mariage, se remémorant alors son enfance. Donna lui avoue que sa mère l’a déshéritée quand elle apprît qu’elle était enceinte, et Sophie demande à sa mère de l’accompagner jusqu’à l’autel. Alors que tous se dirigent vers l’église, Sam intercepte Donna, qui révèle le malheur qu’elle a ressenti quand Sam a disparu.

Sophie et Donna marchent dans l’allée. Donna annonce alors à Sophie, ainsi qu’à tous les invités, que son père pourrait être n’importe lequel des trois hommes. Sam avoue alors à Donna que lorsqu’il repartit pour son mariage, il l’annula et revint, mais vit qu’elle était avec un autre. Les trois hommes ne veulent pas faire de test de paternité, chacun voulant être un père pour Sophie. Cette dernière annonce à Sky qu’elle veut repousser leur mariage et voyager. Sam demande la main de Donna, révélant qu’il est en fait divorcé maintenant, et qu’il l’a toujours aimée. Elle accepte et les deux se marient. Plus tard dans la soirée, Sam chante pour Donna et Rosie joue avec Bill. Les couples proclament leur amour, et Sophie et Sky s’en vont en bateau.

Source: Wikipédia