Donna (Meryl Streep) é uma mãe solteira e independente que gere um pequeno e idílico hotel numa ilha grega. A filha Sophie (Amanda Seyfreid) vai casar e para o casamento Donna convida as suas melhores amigas. Mas Sophie, que secretamente sonha encontrar o pai, faz também três convites inesperados. À ilha chegam três homens (Colin Firth, Pierce Brosnan e Stellan Skarsgard) que pertenceram ao passado de Donna, sendo que qualquer um deles pode ser o pai de Sophie. Em 24 horas, Donna desespera e tudo pode acontecer, até porque com um casamento por perto o romance anda no ar.