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.
Når manager og låtskriver Dave havner i en ulykke må Alvin, Simon og Theodore flytte ham inn til sin kule fetter Toby. De får da beskjed om å begynne på skolen slik som alle andre barn, noe som viser seg å ikke være helt lett for de små rockestjernene. På skolen opplever de det samme som alle andre gutter gjør: gruppepress, sport og jenter! Og med "jenter" menes da de tre søte "Chipettes" som også har sitt eget rockeband. Det oppstår ikke bare rivalisering mellom gruppene, men også søt musikk...