どこまでも青く輝くエーゲ海に浮かぶギリシャのカロカイリ島。母ドナ（メリル・ストリープ）との夢だったホテルをついに完成させたソフィ（アマンダ・セイフライド）は、支配人に就任したセニョール・シエンフエゴス（アンディ・ガルシア）と共に、オープニングパーティの準備に駆け回っていた。人生で最高に晴れやかな日。だが、ソフィの心は揺れていた。ニューヨークでホテルビジネスを学んでいる夫のスカイ（ドミニク・クーパー）が、そこで働かないかと誘われていたのだ。ニューヨークで新たな人生を始めることに魅力を感じるスカイと、母の夢にこだわるソフィ。2人の間には、かつてない危機が訪れていた。そんな中、ソフィの妊娠が発覚。思わず、若き日の母と自分を重ねるソフィ。1人で私を身籠った時、ママはどんな気持ちだったのか？3人のパパたちとはどのように出会い、なぜ別れたのか……？時は遡り、ドナが大学を卒業した頃。広い世界へ羽ばたこうとしていたドナ（リリー・ジェームズ）は、パリに降り立ち、若き日のハリー（ヒュー・スキナー）と出会う。だがそれは、彼女の人生を変える三つの出会いの始まりに過ぎなかった……。