Sur la petite île grecque de Kalokairi. Sophie achève les derniers préparatifs de son mariage avec Sky. Pour être pleinement heureuse, il ne lui manque qu'une chose : trouver l'identité de son père. Ayant découvert que vingt ans plus tôt, sa mère, Donna, a eu une liaison avec trois hommes différents, elle se met en tête de les inviter tous à la noce, espérant découvrir lequel d'entre eux est son père. Donna, ignorant tout du projet de sa fille, a convié ses deux meilleures amies, Tanya et Rosie. Lorsque tout le monde débarque sur Kalokairi, Donna se met à paniquer. Et Sophie se rend compte qu'elle est incapable de deviner qui, de Sam, Harry ou Bill, est son père...