Donna (Meryl Streep) è una madre single, proprietaria – sulla splendida (e immaginaria) isola greca di Kalokairi – del “Villa Donna”, un piccolo albergo che manda avanti praticamente da sola. La figlia ventenne Sophie (Amanda Seyfried) sta per sposarsi ed ha un solo sogno: essere accompagnata all’altare da suo padre. Peccato che non abbia la minima idea di chi possa essere.
La ragazza spera di trovare la risposta che cerca nel diario di sua madre, ma scopre che per il ruolo di papà ci sono ben tre possibili candidati (Brosnan, Firth e Skarsgård): chi sarà quello giusto?
Sophie sceglie di invitarli tutti al matrimonio, credendo che sarà in grado di riconoscere il suo vero padre a prima vista, ma niente è così facile come sembra…