Sophie regenta un hotel en una isla griega junto a su madre Donna, una mujer rebelde que fue cantante en su juventud y que nunca le ha revelado el nombre de su padre. Ahora, la joven está a punto de casarse, y decidida a saber la verdad, lee el diario de su madre, pero se encuentra con tres posibles candidatos.  A 24 horas del enlace, Sophie invita a los tres a la isla para que su verdadero progenitor la lleve al altar. Sin embargo, la tarea se complica al aflorar viejos amores y nuevos romances.