Den storslagne filmmusikalen Mamma Mia! bygger på sceneoppsetningen og kjempesuksessen med samme navn. Denne gledesfylte og storslåtte filmen byr på, foruten fengende ABBA-låter, flotte dansescener og en stjernespekket rollebesetning. Sophie skal gifte seg og er på jakt etter faren sin før den store dagen. Det er bare ett problem - hun er ikke helt sikker på hvem han er. Etter å ha lest morens gamle dagbøker i all hemmelighet, oppdager hun at han er av morens tre tidligere kjærester. Selv om at hun vet at moren ville være i mot det, inviterer hun alle tre. Sophie prøver desperat å skjule dem for moren, men det går ikke lang tid før hemmeligheten kommer for en dag og moroa starter.
Brannsjefen C.D. Bales forelsker seg i den vakre Roxanne, men brannsjefens enorme nese kommer hele tiden i veien for romansens utvikling. Roxanne er på sin side betatt av den kjekke, men ikke spesielt smarte, brannmannen Chris. Til tross for sine sårete følelser tilbyr Bales å hjelpe Chris til å skrive et kjærlighetsbrev Roxanne. Forviklingene vil ingen enda ta, og spørsmålet blir etterhvert om Roxanne kommer til å oppdage deres bløff?
En arkitektstudent som studerer i Spania, er tynget ned av sorg og møter en annen som også har forlatt hjemlandet for å rømme fra et vanskelig familieliv.
Playboyen Conner er kjekk, selvsikker og suksessfull, fremfor alt på damefronten. Han lever livets glade dager og lar ikke noen diktere sin spesielle livsstil. Han har alt han ønsker seg, borsett fra kjærligheten. Det er faktisk sånn at han har brukt hele sitt liv på å holde seg unna nettopp dette, på alt som minner om kjærlighet. Men når Connor vender snuten hjem for å delta på brorens bryllup, blir han hjemsøkt av spøkelsene til sine tidligere kjærester.