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- Donna, comienza a recibir a los invitados en su hotel. Las primeras en llegar son sus dos mejores amigas: Tanya, una mujer rica y tres veces divorciada, y Rosie, una mujer soltera a la que le gusta divertirse. Las tres mujeres conversan y hablan sobre cómo las ha tratado la vida, (Money, Money, Money).
Más tarde ese día, 3 hombres llegan: Sam Carmichael un arquitecto estadounidense, Harry Bright, un banquero británico, y Bill Anderson un escritor australiano. Sophie los convence de no decirle a Donna que ella los invitó, (Thank You For The Music). Justo cuando Sophie va saliendo de ahí, Donna entra al establo cantando para si Fernando. Se sorprende mucho cuando ve a sus tres ex novios en el mismo lugar y al mismo tiempo, (Mamma Mia).
Tanya y Rosie encuentran a Donna en su habitación llorando e intentan animarla, (Chiquitita). Donna confiesa a sus amigas que los tres posibles padres de Sophie están en el hotel, pero que realmente no sabe cual de ellos es su verdadero padre. Hace 20 años, las tres cantaban en un grupo llamado "Donna & The Dynamos." Tanya y Rosie intentan convencerla de que aún puede ser la chica que fue alguna vez, (Dancing Queen).
Sophie esperaba que reconocería a su padre en el momento en que lo viera, pero ahora esta más confundida que nunca. Intenta contarle a su prometido Sky sin contarle de verdad lo que había hecho. Sky trata de animarla garantizándole que será el hombre que siempre necesitó y que nunca la dejará porque él ha "volteado su mundo al revés", (Lay All Your Love On Me). Sky es llevado a su despedida de soltero por sus amigos.
En la despedida de soltera de Sophie, Donna, Tanya y Rosie se ponen sus viejos trajes y cantan una canción (Super-Trouper) como "Donna & The Dynamos". Sam, Harry y Bill accidentalmente llegan a la fiesta y son persuadidos para quedarse (Gimme! Gimme! Gimme!).
Sophie encuentra a Bill, y éste le cuenta el porqué del hotel y del nombre de Sophie. Ambos se dan cuenta de que probablemente el es su padre. Sophie le pregunta si quiere llevarla al altar, a lo que el responde que deben discutirlo con Donna. Este ha sido su secreto después de todo, y nadie adivina que Donna tampoco sabe quien es el padre. Sophie insiste, (The Name Of The Game) y finalmente, Bill acepta.
En la despedida de soltera, Sky y sus amigos llegan y las mujeres llevan a Sophie a bailar al centro de la písta. (Voulez Vous). Sin embargo, Sam llama a Sophie y Sam le dice que ha comprendido por qué lo ha invitado. El "sabe" que es su padre, y promete llevarla hacia el altar. Sophie se queda sin habla. Luego, Harry se aleja con Sophie y aprovecha para disculparse con Sophie por ser muy lento para entender, y también "sabe" que ella es su hija y le promete llevarla hacia el altar. Sophie se queda sin aire y en medio de toda la gente bailando se desmaya, presa de confusión y nervios.
Esa noche, Sophie tiene una pesadilla en la que sus tres posibles padres luchan por el derecho de llevarla hacia el altar, (Under Attack).
Al despertar, Donna encuentra a Sophie perturbada en su cuarto. Donna asume que Sophie quiere cancelar la boda y se ofrece para encargarse de todos los detalles. Sophie se enfada y jura que sus hijos no crecerán sin saber quien es su padre. Como Sophie sale del cuarto, Sam entra e intenta decirle a Donna que Sophie no quería decir lo que dijo, pero Donna no escucha, (One of Us). Sam fue probablemente el hombre que Donna quería más, y ambos desean poder regresar en el tiempo, (S.O.S.).
Harry le pregunta a Tanya que es lo que tiene que hacer el padre de la novia en una boda. Tanya explica que por su parte, su padre le dio un consejo y luego pagó. Pepper, uno de los hombres jóvenes que trabajan en el hotel de Donna, continua haciéndole proposiciones a Tanya, quien la rechaza (Does Your Mother Know?).
Sky se entera que Sophie había invitado a Sam, Harry y Bill a la boda. La acusa de querer casarse sólo para poder conocer a su padre. A él le duele que le haya mantenido todo su plan en secreto, y sale apenas Sam entra al lugar. Sam intenta darle un consejo paternal a Sophie describiendo su matrimonio arruinado, (Knowing Me, Knowing You), pero eso no consuela a Sophie.
Harry ve a Donna en el cuarto de Sophie y ofrece pagar por la boda, y comienzan a recordar su aventura (Our Last Summer) y Harry sale de la habitación. Sophie llega y Donna la ayuda a vestirse. No puede creer que su hija este a punto de desposarse, (Slipping Through My Fingers). Donna admite que su propia madre la echó de casa cuando supo que estaba embarazada. Ambas se reconcilian y Sophie le pide a su madre que la lleve hacia el altar. Al salir, Sam se acerca e intenta hablar con Donna de nuevo, pero ella no quiere verlo y le pide que se vaya. El se rehúsa y Donna le cuenta como rompió su corazón, cuando le dijo que se casaría (The Winner Takes It All).
Rosie está arreglando los últimos detalles en el hotel cuando llega Bill. Está confundido porque recibió una nota que dice que Donna llevara al altar a Sophie. Bill reafirma su condición como soltero, pero Rosie lo invita a reconsiderar, (Take A Chance On Me). Finalmente, Bill acepta a Rosie.
La boda comienza, con Donna llevando a Sophie hacia el altar. Cuando el sacerdote va a dar inicio a la ceremonia, Donna se levanta y hace un anuncio en el cual saluda al padre de Sophie. Los tres hombres se levantan y se colocan detrás de Sophie, para acompañarla, ya que no se sabe cual de ellos es en realidad su progenitor. El caso de quién es el padre de Sophie es finalmente resuelto: como ninguno de ellos tienen idea de quien es realmente su padre; todos acuerdan que no importa quien sea el padre biológico, ya que Sophie ama a los tres y ellos están felices de ser "un tercio de un padre". Finalmente, Harry, quien había hecho frecuentes referencias a su "otra mitad" a lo largo del show y tras negarse a recibir de nuevo su cheque, revela que tiene una relación homosexual con un hombre llamado Laurence (Nigel en algunas producciones, Peter en la versión rusa, José Francisco en la versión mexicana, Aberlado en la versión española).
Sophie, al ver lo que está pasando, decide no casarse todavía y acepta la proposición que Sky le había hecho de recorrer el mundo juntos en su bote. El sacerdote dice que entonces se supone que no habrá boda, pero Sam aprovecha para proponerle matrimonio a Donna, sacando un anillo de su bolsillo y pidiéndole de rodillas que acepte y así las preparaciones de la boda no sean un gasto. Donna no acepta al principio pues cree que Sam sigue casado, pero él revela que se divorció tiempo atrás; finalmente, viendo la insistencia y el amor de Sam (I Do, I Do, I Do, I Do, I Do)Donna acepta. Al final, Sam y Donna están casados, y Sophie y Sky realizan un viaje alrededor del mundo, (I Have A Dream).
