Sophie, vingt ans, s'apprête à se marier.
La petite île grecque où elle et sa mère Donna vivent est en pleine effervescence en prévision de l'événement. En secret toutefois, Sophie, qui ignore l'identité de son père, caresse le désir d'être conduite jusqu'à l'autel à son bras. À l'insu de sa mère, elle extrait donc du journal intime de cette dernière les noms de trois ex-amants susceptibles d'être son géniteur, et les invite à la noce. L'arrivée dans l'île de Bill, Sam et Harry provoque une série de malentendus qui, ajoutés à l'hostilité à leur endroit de Donna et de ses copines Rosie et Tanya, déclenche une véritable guerre des sexes.
Or, la forteresse féminine de Donna n'est pas aussi imprenable qu'elle le croit.