《妈妈咪呀》中，苏菲（阿曼达·塞弗里德 Amanda Seyfried 饰）和斯盖伊（多米尼克·库珀 Dominic Cooper Dominic Cooper 饰）的婚礼即将举行，两人正忙着为这场人生大事做准备。苏菲最大的心愿，是在婚礼当天由父亲亲手牵着她走向新郎。然而，母亲（梅丽尔·斯特里普 Meryl Streep 饰）始终没有告诉她生父究竟是谁。
一次偶然的机会，苏菲偷看了母亲的日记，得知在她出生前，母亲曾与三名男子有过交往，而其中一人很可能就是自己的亲生父亲。为了揭开身世之谜，她瞒着母亲分别向这三人发出婚礼请柬，邀请他们来到美丽的希腊小岛。就这样，在好友们的帮助下，一场充满欢笑与波折的寻父之旅拉开了帷幕。面对突然出现的三位“父亲”，苏菲能否最终确认自己的身世，并如愿举行一场完美的婚礼？
喜剧片