Der sympathische Buchhändler William glaubt seinen Augen nicht zu trauen, als eines Tages der Hollywood-Star Anna Scott ausgerechnet seinem Laden im Londoner Stadtteil Notting Hill einen Besuch abstattet. Angezogen von der Normalität von Williams Leben entspannt sich allmählich zwischen der Kinoprinzessin und dem schüchternen Single eine zarte Liebe. Doch nicht nur die scheinbar unvereinbaren Welten, auch das plötzliche Auftauchen von Annas Freund stellen die ohnehin kaum für möglich gehaltene Beziehung auf eine harte Probe.

Sophie die in "Mamma Mia" geheiratet und zu diesem Anlass ihre Familie um Mutter Donna und das Männer-Trio Sam Harry und Bill, die allesamt als ihr leiblicher Vater in Frage kamen, auf die griechische Insel Kalokairi eingeladen hatte, ist schwanger! Zur Unterstützung lädt sie nun Rosie und Tanya ein - doch bevor es zum großen musikreichen Finale kommt, das sich auch Sophies Großmutter nicht entgehen lässt, erzählen die der werdenden Mutter zunächst noch Geschichten aus den wilden 1970er Jahren, als Donna unter der Sonne Griechenlands Sam, Harry und Bill kennenlernte.