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.

Eine U-Boot-Crew um Dr. Doug Standish bricht auf eine Mission auf, die sie durch alle Weltmeere führen wird: Die Wissenschaftler sollen Warngeräte auslegen, die im Fall von Erbeben und Flutwellen frühzeitig Alarm schlagen. Doch die Aufgabe ist gefährlicher und mühsamer als gedacht, zumal die Spannungen zwischen den Crewmitgliedern ständig zunehmen.