มันคือปี 1999 บนเกาะคาโลไกริที่เต็มไปด้วยมนต์เสน่ห์ของกรีก การผจญภัยสุดโรแมนติคของเราเริ่มต้นขึ้นที่โรงแรมวิลล่า ดอนน่า ในเมดิเตอร์เรเนี่ยน ที่ดำเนินธุรกิจโดย ดอนน่า (เมอริล สตรีพ), โซฟี (อแมนด้า ไซย์ฟริด) ลูกสาวของเธอ และสกาย (โดมินิค คูเปอร์) คู่หมั้นของโซฟี ขณะที่รอเวลาให้ถึงวันวิวาห์ที่ใกล้เข้ามา โซฟีได้ส่งบัตรเชิญงานแต่งงานของเธอ (I Have a Dream) ไปให้ชายสามคน ซึ่งโซฟีเชื่อว่าพวกเขาแต่ละคนมีความเป็นไปได้ว่าอาจเป็นพ่อบังเกิดเกล้าของเธอ จากสามนครใหญ่ในอีกฟากโลก ชายสามคนได้เดินทางกลับมาเยือนเกาะสวรรค์แห่งนี้ และได้พบกับผู้หญิงที่เคยทำให้พวกเขาแต่ละคนหลงใหลเมื่อ 20 ปีก่อน
ย้อนกลับไปที่เกาะแห่งนี้ ดอนน่ากำลังกระตุ้นให้ลูกน้องของเธอเตรียมรับวันที่แสนยุ่งเหยิงเมื่อบรรดาเพื่อนเจ้าสาวของโซฟีมาถึง และเธอได้เล่าให้เพื่อน ๆ ของเธอฟังถึงความลับที่เป็นเรื่องอื้อฉาว โซฟีค้นเจอสมุดบันทึกของแม่ และรู้ว่ามีผู้ชายสามคนที่อาจเป็นพ่อแท้ ๆ ของเธอ เริ่มจากนักธุรกิจ แซม คาร์ไมเคิล (เพียร์ซ บรอสแนน), นักผจญภัย บิลล์ แอนเดอร์สัน (สเตลแลน สการ์สการ์ด) และนายธนาคาร แฮร์รี่ ไบรท์ (โคลิน เฟิร์ธ) โซฟีได้จัดการเชิญชายทั้งสามคนมางานแต่งงานของเธอ (Honey, Honey) โดยไม่บอกให้แม่รู้ เธอเชื่อว่าหลังจากเธอได้ลองใช้เวลาคลุกคลีกับชายทั้งสามแล้ว เธอจะรู้ได้ว่าใครคือพ่อที่แท้จริงของเธอ
ขณะเดียวกันนั้น แซม, บิลล์ และแฮร์รี่ ซึ่งไม่รู้จักกันมาก่อน ได้เดินทางมาถึงกรีก และได้พบกันที่ท่าเรือ แซมกับแฮร์รี่เกิดพลาดเรือเฟอร์รี่ที่เดินทางไปยังเกาะคาโลไกริ บิลล์จึงเสนอให้พวกเขาขึ้นเรือยอร์ชเพื่อไปพบกับผู้หญิงที่เคยหักอกพวกเขาเมื่อ 20 ปีก่อน
ย้อนกลับไปที่คาโลไกริ ดอนน่ารู้สึกดีใจเป็นล้นพ้นที่ได้กลับมาพบกับบรรดาเพื่อนเก่าเพื่อนแก่และอดีตเพื่อนร่วมวงดนตรี Donna and The Dynamos อันประกอบไปด้วย โรซี่ (จูลี่ วอลเตอร์ส) เจ้าคารมคมคาย และม่ายหย่าสามีผู้ร่ำรวย ทันย่า (คริสติน บาแรนสกี้) และเธอได้เปิดเผยถึงความสงสัยที่เธอมีต่อความต้องการของลูกสาวที่ต้องการจะแต่งงานตามประเพณีดั้งเดิม
ที่วิลล่า โซฟีได้แนะนำให้ทันย่าและโรซี่รู้จักกับสกาย คนรักของเธอ และยังเล่าให้พวกเธอฟังถึงไอเดียของเธอกับสกายที่อยากจะออกแบบเว็บไซต์เพื่อดึงดูดนักท่องเที่ยวมายังเกาะสวรรค์แห่งนี้ ดอนน่าได้เล่าให้เพื่อนๆ ของเธอฟังถึงสภาพการเงินอันง่อนแง่นของเธอ (Money, Money, Money) ขณะที่เธอพาเพื่อน ๆ ทัวร์รอบวิลล่า และเพราะมีผู้ชายตามจีบอยู่หลายคน ดอนน่าจึงนั่งฝันถึง โลกของผู้ชายรวย ๆ ซึ่งจะทำให้เธอได้นอนอาบแดดอยู่บนเรือยอร์ช และมีคนคอยเอาอกเอาใจพะเน้าพะนอ แต่แล้ว สติของดอนน่าถูกดึงกลับสู่ความเป็นจริงอีกครั้งเมื่อเกิดเสียงดังขึ้นที่สนามหญ้า
ชายทั้งสามคนเดินทางมาถึงแล้ว และโซฟีพยายามแอบพาทั้งสามคนไปยังห้องพักที่เธอจัดไว้ให้ และอธิบายให้ทั้งสามคนฟังว่าเธอต่างหากที่เป็นคนส่งบัตรเชิญไปให้ ไม่ใช่แม่ของเธอเป็นคนส่งไป เธอขอร้องให้ชายทั้งสามแอบซ่อนตัวก่อน เพื่อให้ดอนน่าได้แปลกใจในงานแต่งงาน กับการได้พบเพื่อนเก่าที่เธอมักจะบ่นถึงเป็นประจำ พวกเขาได้ยินเสียงดอนน่ากำลังทำงานอยู่ที่ห้องเก็บของด้านล่าง ชายทั้งสามคนสาบานกับโซฟีว่าพวกเขาจะไม่เปิดเผยความลับของเธอ โซฟีจึงปีนออกไปทางหน้าต่าง พอดีกับที่ดอนน่าแอบมองมาทางช่องระบายอากาศ
ดอนน่าถึงกับตกตะลึงเมื่อพบว่าเธอกำลังเผชิญหน้าจะ ๆ กับอดีตคนรักทั้งสามคนที่เธอไม่เคยลืมเลือน (Mamma Mia) ขณะที่พวกเขาเอ่ยปากขอโทษที่พวกเขาโผล่มาอย่างตะกุกตะกัก ดอนน่ายืนกรานว่าพวกเขาไม่สามารถพักอยู่ที่นี่ได้ และแล้วดอนน่าก็ปากคอสั่นขณะบอกความลับที่เธอเก็บเอาไว้มาตลอด ให้ทันย่าและโรซี่ได้รู้ (Chiquitita) ว่าเธอไม่แน่ใจว่าในบรรดาชายสามคนนี้ คนไหนคือพ่อที่แท้จริงของโซฟี แต่ไม่สำคัญ เมื่อทันย่าและโรซี่ได้ดึงให้ดอนน่า พร้อมด้วยพนักงานและชาวเกาะหญิงมาร่วมกันร้องรำทำเพลง เพื่อทำให้เธอลืมเรื่องผู้ชายทั้งสาม ดอนน่าและวง The Dynamos นึกถึงวันคืนสมัยสาว ๆ ที่พวกเธอเป็นผู้นำกลุ่มผู้หญิงบนเกาะให้ลุกขึ้นมาเป็นตัวของตัวเอง (Dancing Queen)
โซฟีได้พบแก๊งค์สามชายอยู่บนเรือยอร์ชของบิลล์ พวกเขาพากันล่องเรือไปรอบ ๆ เกาะแสนสวยแห่งนี้ (Our Last Summer) พร้อมกับเล่าเรื่องราวของดอนน่าสมัยเป็นสาวรักอิสระให้โซฟีฟัง เมื่อเดินทางกลับมาถึงฝั่ง โซฟีได้รวบรวมความกล้าเพื่อจะคุยกับสกายเกี่ยวกับแผนการของเธอ แต่แล้วเธอก็เกิดหมดความกล้าไปเสียเฉย ๆ สกายและโซฟีขับขานเพลงถึงกันด้วยความรัก (Lay All Your Love on Me) ก่อนจะโดนขัดจังหวะโดยกลุ่มเพื่อนที่มาหาสกายเพื่อพาตัวเขาไปฉลองคืนแห่งอิสรภาพเป็นคืนสุดท้าย
ที่งานปาร์ตี้สละโสดของโซฟี ดอนน่า, ทันย่า และโรซี่ได้ขึ้นแสดงชุดเซอร์ไพรส์ในฐานะวง Donna and The Dynamos (Super Trouper) โซฟีรู้สึกดีใจที่ได้เห็นแม่ของเธอกลับมาร็อคอีกครั้ง แต่เธอก็เริ่มเป็นกังวลเมื่อการเฉลิมฉลองถูกขัดจังหวะโดยการปรากฏตัวของแซม, บิลล์ และแฮร์รี่ เธอตัดสินใจที่จะไปคุยกับชายทั้งสามที่มีความเป็นไปได้ว่าจะเป็นคุณพ่อของเธอแบบตัวต่อตัวทีละคน
เจ้าสาวโซฟีใช้ความสับสนในหมู่วงเต้นรำของพวกสาว ๆ กับพวกหนุ่ม ๆ (Gimme! Gimme! Gimme! [A Man After Midnight]) เพื่อพูดคุยกับแซมถึงเรื่องความรักที่เขามีต่อดอนน่า จากนั้น เธอได้พูดคุยกับแฮร์รี่ถึงความปรารถนาที่เขามีให้กับลูก ๆ และสุดท้าย บิลล์ได้เปิดเผยความจริงว่าหญิงแก่ที่ให้เงินดอนน่ามาลงทุนเปิดวิลล่าของเธอก็คือโซเฟีย ป้าของเขา และโซฟีเดาว่าดอนน่าคงตั้งใจตั้งชื่อให้กับเธอเพื่อให้เกียรติกับโซเฟีย ต้องใช่แน่! บิลล์ต้องเป็นพ่อของเธอแน่! โซฟีขอร้องให้บิลล์เก็บเรื่องนี้ไว้เป็นความลับไม่ให้ดอนน่ารู้จนกว่าจะถึงงานแต่งงาน
ในคืนนั้น โซฟีกลับไปร่วมงานปาร์ตี้ต่อ แต่ความสุขของเธอมีได้แค่เพียงช่วงสั้น ๆ เมื่อแซมและแฮร์รี่ต่างเล่าให้เธอฟังว่าพวกเขาต้องใช่พ่อของเธอแน่ (Voulez-Vous) โซฟีที่กำลังช็อคไม่กล้าบอกความจริงกับพวกเขา และเพราะผลพวงจากการกระทำของเธอเอง โซฟีถึงกับเป็นลมหงายหลังลงบนฟลอร์เต้นรำ
ในตอนเช้า โรซี่และทันย่ายืนยันกับดอนน่าที่กำลังสติแตกว่าพวกเธอจะคอยจัดการกับหนุ่ม ๆ เอง ดอนน่าได้เจอโซฟีที่สนามหญ้า และเธอเข้าใจผิดว่าโซฟีอยากให้ยกเลิกงานแต่งงาน โซฟีพูดด้วยความโกรธว่าที่เธอต้องการเพียงอย่างเดียวก็คือไม่อยากเจอกับความเข้าใจผิดของแม่ และเดินหนีห่างออกไป แซมที่กำลังเป็นห่วงตามประสาคุณพ่อว่าโซฟีอาจแต่งงานเร็วเกินไป ได้เข้ามาทักทายดอนน่าที่กำลังอยู่ในภาวะสับสน ดอนน่าต่อว่าเขา และต่างฝ่ายต่างรู้ตัวว่าพวกเขายังคงมีความอาลัยอาวรณ์ในกันและกันอยู่ (SOS)
ขณะเดียวกัน บนเรือของบิลล์ บิลล์และแฮร์รี่เริ่มเกิดความไว้วางใจกันจนกล้าที่จะเปิดเผยความลับ แต่ก็โดนโรซี่เข้ามาขัดจังหวะเสียก่อน ขณะเดียวกัน ที่ชายหาดริมทะเล หัวใจของทันย่ากับพ่อหนุ่มเป็ปเปอร์ก็กำลังเต้นตูมตามเมื่อทั้งคู่สานสัมพันธ์กันต่อจากเมื่อคืนก่อน (Does Your Mother Know)
เมื่อแผนการแตกเป็นเสี่ยง ๆ และงานแต่งงานของเธอเองก็กำลังสั่นคลอน โซฟีรู้ดีว่าถึงเวลาแล้วที่จะคุยเปิดใจกับสกาย และขอความช่วยเหลือจากเขา สกายรู้สึกโกรธแผนการลวงของโซฟี โซฟีจึงต้องหันไปขอความช่วยเหลือจากแม่ของเธอ
ขณะที่ดอนน่าช่วยลูกสาวแต่งตัวอยู่นั้น ความหมางใจของแม่กับลูกก็อันตรธานหายไป ดอนน่าหวนนึกถึงตอนสมัยโซฟียังเด็ก และบัดนี้เธอเติบโตเป็นสาวเร็วแค่ไหน (Slipping Through My Fingers) โซฟีตัดสินใจว่ามีเพียงพ่อที่เธอรู้จักเพียงคนเดียวเท่านั้นที่จะเป็นคนทำพิธีส่งมอบตัวเจ้าสาว ขณะที่เหล่าพนักงานของวิลล่าและเพื่อนเจ้าสาว พร้อมด้วยดอนน่าและโซฟีมุ่งหน้าสู่โบสถ์ แซมเฝ้ารออยู่ด้วยความกระวนกระวาย ดอนน่าโบกมือส่งสัญญาณให้เริ่มพิธี แซมขอคุยกับดอนน่า แต่เธอได้ตัดบทโดยเปิดเผยว่าเธอรู้สึกเจ็บปวดมากแค่ไหนที่ต้องเสียเขาไป (The Winner Takes It All)
หลังจากพิธีการเริ่มต้นขึ้น ดอนน่าก็ไม่สามารถเงียบได้อีกต่อไป เธอสารภาพกับโซฟีว่าบัดนี้พ่อของเธอได้มาอยู่ที่นี่ด้วยแล้ว เพียงแต่ว่าเขาอาจจะเป็นแซม, บิลล์ หรือแฮร์รี่ก็ได้ทั้งนั้น โซฟีที่ช็อคไม่ต่างจากแม่ สารภาพว่าเธอเป็นคนเชิญชายทั้งสามมา และชายทั้งสามเห็นพ้องต้องกันว่าพวกเขาพอใจที่จะได้เป็นคุณพ่อหนึ่งในสามของโซฟี เรื่องแปลกใจยังมีขึ้นอีกเมื่อโซฟีบอกสกายว่าเขากับเธอควรเลื่อนงานแต่งงานออกไปก่อน และออกเดินทางท่องโลกอย่างที่พวกเขาต้องการเสมอมา ดูเหมือนการจัดงานแต่งงานเกือบจะสูญเปล่าไปเสียแล้วจนกระทั่งแซมได้ปล่อยทีเด็ดสุดท้าย เขาขอดอนน่าแต่งงาน ดอนน่ายอมรับคำขอนั้น (I Do, I Do, I Do, I Do, I Do)!
ที่งานฉลองมงคลสมรส แซมร้องเพลงให้กับดอนน่า ซึ่งเขายังคงปักใจรักมานานกว่า 21 ปี (When All is Said and Done [เพลงนี้มีเฉพาะในภาพยนตร์เรื่องนี้ ไม่มีในละครเวที]) ซึ่งทำให้โรซี่ยอมเปิดใจกับบิลล์ (Take a Chance on Me) หญิงชายทุกคู่ต่างแสดงออกถึงความรักของพวกเขา และแล้วที่น่าอัศจรรย์ยิ่งนัก น้ำจากน้ำพุแห่งความรักของเทพีอะโฟรไดทีได้ไหลพุ่งออกมาจากรอยแตกในสนามด้านหน้าของวิลล่าดอนน่า
เรื่องราวแสนวุ่นวายนี้ปิดฉากลงเมื่อโซฟีและสกายกล่าวอำลาเกาะสวรรค์แห่งนี้ และล่องเรือไปสู่ชีวิตใหม่ด้วยกัน (I Have a Dream) เป็นชีวิตที่เปี่ยมไปด้วยความหวังและคำมั่นสัญญา
