Dr. Emmett Brown(Christopher Lloyd) leiutab autost ajamasina, millega ta saaks reisida tulevikku, kuid ööl, mil ta seda imepärast leiutist katsetab lastakse Dr. Brown maha, temaga kaasas olnud 17-aastane Marty McFly(Michael J. Fox) põgeneb ajamasinaga Emmetti tapjate eest ja satub aastasse 1955, kus ta segab kogemata ära tema vanemate esmakordse kokkusaamise ning juhtub ka selline keeruline asi, et Marty ema armub temasse. Nüüd on ajalugu sassi löödud ning tal tuleb abistada George McFly'd(Crispin Glover), et ta saaks kokku Lorraine Bainesiga(Lea Thompson), sest muidu ei sünni Marty't. Muidugi pole asi lihtne ning ega tagasi 80-ndatesse tagasi pöörduda, sest ajamasina tööks on vaja väga võimast jõudu ja Marty peab abipalvega pöörduma noore Dr. Emmett Browni poole. Marty ülesanded pole kerged, sest kaalul on tema enda elu.

Iseseisev üksikema, kellele kuulub väike hotell idüllilisel Kreeka saarel, Donna (Maryl Streep), on valmis laskma oma tütrel Sophie´l (Amanda Seyfried) alustada oma elu. Shopie pulmadeks on Donna külla kutsunud oma kaks parimat sõbratari - asjaliku Rosie (Julie Walters) ning rikka, mitmekordselt lahutatud Tanya (Christine Baranski)- oma endise bändi liikmed, Donna and the Dynamos. Et leida oma õige isa, kes saadaks Shopie altari ette, kutsub ta külla kolm meest Donna minevikust Vahemere paradiisi, mida mehed külastasid 20. aastat tagasi. Film on inspireeritud ABBA lauludest, nagu näiteks ”Dancing Queen” ja ”S.O.S.”, ”Money, Money, Money” ja ”Take a Chance on Me”.”Mamma Mia!” on flm, mis räägib emadest ja tütardest, vanadest sõpradest ja uuest leitud perekonnast.