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.

Tenåringen Holly Hamilton er lei av å matte flytte hver gang et av forholdene til moren Jean bryter sammen. For å forhindre at moren gjør nok et håpløst valg, pønsker Holly ut den perfekte plan om den perfekte mann - en oppdiktet, hemmelig beundrer som kan gjøre kur til Jean og styrke hennes noe vaklende selvtillit. Etter hvert som det virtuelle forholdet tar av, blir imidlertid Holly nødt til å trylle frem mannen bak alle brevene og gavene, og låner venninnens sjarmerende og flotte onkel. Holly blir nødt til å ty til stadig mer desperate metoder for å dekke over narrespillet og beskytte morens nyfunne lykke. Men vil moren gå glipp av den perfekte mannen år han endelig dukker opp?