- Meryl Streep som Donna Sheridan, alenemoren til Sophie og eieren av Villa Donna.
- Amanda Seyfried som Sophie Sheridan, Donnas datter som skal gifte seg og vil finne faren sin.
- Pierce Brosnan som Sam Carmichael, en av Sophies potensielle fedre og en tidligere elsker av Donna.
- Colin Firth som Harry Bright, en annen av Sophies potensielle fedre og en tidligere elsker av Donna.
- Stellan Skarsgård som Bill Anderson, den tredje av Sophies potensielle fedre og en tidligere elsker av Donna.
- Dominic Cooper som Sky, Sophies forlovede.
- Julie Walters som Rosie Mulligan, Donnas beste venn.
– Christine Baranski som Tanya Chesham-Leigh, Donnas andre beste venn.
- Phyllida Lloyd som regissør av filmen.