Kokonainen vuosikymmen on kulunut siitä, kun Kalokairin saarella juhlittiin Sophie häitä. Nyt aikuiseksi kypsynyt Sophie on ottanut äitinsä Donnan hotellin vastuulleen. Hän järjestää hotellin uusia avajaisia, saaden samalla selville yhtä sun toista äitinsä menneisyydestä. Tämä antaa elokuvalle syyn matkata takaisin 70-luvulle ja pyöritellä vuorotellen nykypäivää ja menneisyyttä. Mamma Mia! Here We Go Again on luonteva jatko-osa ensimmäisen osan ja ABBAn ystäville.
Rakastamasi perheen paluu! 10 vuotta häiden jälkeen Toulan ja Ianin suhde ei kipinöi ihan entiseen malliin. Toulalla on riitoja vanhempiensa silmäterän, teini-ikäisen Pariisin kanssa. Paris ei halua muiden määrittelevän, millainen on kunnon kreikkalaistyttö. Hänen painiskellessaan perheen odotusten kanssa perhesalaisuus tuo kolme sukupolvea yhteen edellisiäkin suurempiin ja kreikkalaisempiin häihin!
Elokuvan tapahtumat sijoittuvat toisen maailmansodan aikaan eräälle kreikkalaiselle saarelle, jossa on saksalaisten sotavankileiri. Vankien tehtävänä on kaivaa esiin eräs antiikin aikainen arkeologinen löytö, joka sitten lähetettäisiin Berliiniin. Vangit järjestävät itselleen ajanvietteeksi shown, joka huipentuu striptease-esitykseen. Tämän esityksen aikana vangit valtaavat leirin. Yhdessä kreikkalaisen vastarintaliikkeen kanssa he suunnittelevat saksalaisten öljyvarastojen räjäytyksen. Tämän jälkeen vankijoukko aikoo suunnistaa vanhaan luostariin kähveltääkseen sieltä kulta-aarteet ja häipyä sen jälkeen tietymättömiin. Mutta saksalisia ei niin vain jymäytetä, vaan yllätyksiä on luvassa siltäkin taholta.