Bộ phim mở đầu với ca khúc ngọt ngào I have a dream, được Sophie (Amanda Seyfried) cất lên giữa biển đêm thơ mộng của Địa Trung Hải. Cô gái 20 tuổi có ước mơ cháy bỏng được gặp cha trong ngày cưới của mình. Nhưng suốt thời gian dài đằng đẵng, mẹ cô vẫn chưa một lần tiết lộ về chuyện tình thời quá khứ. ình cờ Sophie tìm thấy quyển sổ nhật ký của mẹ, ghi lại những cảm xúc về những mối tình của một thời thanh xuân cuồng dại. Bà Donna (Meryl Streep) từng yêu say mê ba chàng trai trong cùng mùa hè năm ấy, nhưng cả ba người đều bỏ lại cô gái trẻ và tìm con đường riêng. Với đứa con trong bụng, kết quả của những lần vụng dại. Donna đã bị cha mẹ ruồng bỏ. Bà đã tới hòn đảo thơ mộng của Hy Lạp để mở một khách sạn và một mình nuôi dạy con. Trước ngày cưới, Sophie đã giả danh mẹ gửi thư mời tới ba người đàn ông có thể là cha ruột đó. Đó là Sam Carmichael (Pierce Brosnan), giờ trở thành một doanh nhân hào hoa; Bill Anderson (Stellan Skarsgard), một nhà văn thích phiêu lưu, gắn cả cuộc đời với chiếc thuyền buồm bồng bềnh trên đại dương và Harry Bright (Colin Firth), chủ ngân hàng rất thành đạt.

Ba người đàn ông trung niên từ ba xứ sở khác nhau đều vội vã lên đường tới hòn đảo xinh đẹp, nơi từng in dấu những kỷ niệm ngọt ngào với cô gái Donna. Họ vô tình gặp nhau trên chiếc thuyền của Bill. Phờ phạc sau một hành trình dài nhưng khi tới nơi, ba người đàn ông lại không được tiếp đón như những vị khách bình thường. Sophie thú nhận cô đã gửi thư vì muốn bất ngờ với mẹ. Vì không thể nhận ra ai là cha của mình, Sophie liền tạm thời giấu họ trong chuồng dê. Không ngờ mẹ cô phát hiện ra và bà rất bối rối. Donna tưởng họ chỉ vô tình là ba khách đến thuê phòng khách sạn và cũng không muốn để Sophie biết được chuyện cũ nên đã đuổi họ đi. Với khao khát được biết mặt cha, Sophie đã bơi ra chiếc thuyền buồm để nghe tâm sự của ba người đàn ông. Cả Sam, Bill và Harry đều thổ lộ từng mê đắm Donna và đến giờ họ vẫn độc thân vì không thể quên hình bóng của cô. Sam đã bỏ Donna vì trót đính ước với một cô gái ở quê nhà. Nhưng khi nhận ra tình yêu mãnh liệt dành cho Donna, anh quay trở lại tìm nhưng lúc đó cô đã bỏ đi nơi khác.

Giờ Sam đã ly dị vợ và mong mỏi nối lại hạnh phúc bên Donna. Khi biết Sophie có thể là con gái của mình, cả ba người đã tranh nhau nhận là cha và muốn dẫn Sophie bước vào nhà thờ trong lễ cưới. Sau những khúc mắc giữa Donna và ba người tình cũ, giữa Sophie và người yêu, câu chuyện kết thúc bất ngờ với đám cưới lãng mạn, không còn là của Sophie nữa mà dành cho mẹ cô. Sophie lại ngân vang bài hát “I have a dream” với những giấc mơ tươi đẹp phía trước và trong niềm vui vì mẹ cô đã tìm được bến đỗ hạnh phúc…. Câu chuyện gia đình và tình yêu của cô gái Sophie được kể lại qua những gia điệu bất hủ của ban nhạc ABBA . Mọi người sẽ được nghe lại những ca khúc sống động như Mamma Mia, Dancing Queen, Honey Honey, đang xen với những bản tình ca da diết như I have a dream, The winner takes it all, Knowing me, Knowing you, Our last summer. Mỗi bài hát thể hiện những tâm trạng, nỗi niềm khác nhau của mỗi nhân vật trong phim. Harry kể lại tình yêu của ông với Donna với ca khúc “Anh vẫn nhớ mùa hè cuối cùng của đôi ta” trong Our last summer.

Sophie và người yêu cùng ngân lên Lay all your love on me để diễn tả tình yêu cháy bỏng. Donna hát bài S.O.S như lời trách móc Sam đã bỏ nàng ra đi trong lúc bối rối. Hơn 10 ca khúc của ABBA được thể hiện bằng chính giọng hát của các diễn viên trong phim. Điều này rất khó khăn vì họ đã phải thu âm trước khi quay, cần tưởng tưởng ra cảm xúc của nhân vật. Khán giả cũng sẽ bất ngờ khi xem những vũ điệu sôi động, hài hước mang đầy tính sáng tạo của nhận vật chính và của những người dân trên đảo. Mamma Mia dẫn dắt người xem vào thế giới thần tiên, tràn ngập âm nhạc của ABBA. Giai điệu cuốn hút hòa nhịp vào giai điệu đẹp, sôi động lồng vào cảnh sắc thơ mộng của đảo và biển nước Địa Trung Hải giúp phiên bản điện ảnh này có sức hấp dẫn mới lạ so với vở kịch cùng tên, từng thành công vang dội trên 170 nước với 8 ngôn ngữ khác nhau.

Phim còn gây ấn tượng bởi những cảnh hài hước, lúc Sophie hay mẹ gặp lại những người bạn cũ, cảnh hai bà dì quậy phá mang tới những niềm vui cho Donna hay phút ngưng lắng đọng khi Donna tiễn con gái đi lấy chồng Giai điệu hạnh phúc một lần nữa khẳng định khả năng diễn xuất tuyệt vời của Meryl Streep Khán giả cũng gặp lại Điệp viên 007- tài tử Pierce Brosnan trong vai người đàn ông hào hoa lịch lãm có giọng hát truyền cảm. …Giữa dàn diễn viên nổi tiếng trong phim, không thể không nhắc tới nữ diễn viên xinh đẹp Amanda Seyfried. Cô đã gây ấn tượng mạnh mẽ ở vai diễn trong Mean girls…Amanda đã thể hiện giọng ca ngọt ngào, trong trẻo. Cô cũng xuất hiện nóng bỏng trong trang phục mỏng manh, gợi cảm…