Plusieurs réalisateurs ont été envisagés pour cette suite de Mamma Mia!. C'est finalement Ol Parker qui a été choisi, bien qu'il ne soit pas spécialisé dans la mise en scène de comédies musicales.
Pour savoir quelle direction prendre, il s'est appuyé sur les conseils de sa fille de 22 ans pour laquelle il était évident qu’il fallait travailler sur la connexion entre une fille et sa mère, le passé et le présent, le cycle de la vie : leurs amours et leurs maternités respectives.
Les deux membres fondateurs d'Abba, Benny Andersson et Björn Ulvaeus, sont producteurs exécutifs du film, en plus de leur qualité d’auteurs et compositeurs de la musique. Ils font même quelques petites apparitions dans le long métrage, comme pour la remise des diplômes où Donna et les Dynamos interprètent When I Kissed The Teacher.
Mamma Mia! Here We Go Again offre à Andy Garcia son premier rôle dans une comédie musicale, un exercice qui lui tenait à cœur depuis longtemps, d'autant plus qu'il est un producteur émérite de musique cubaine. C’est également la première fois qu’il s’essaie à la chanson : "je me contente de fredonner derrière celle avec qui je n’aurais jamais cru avoir la chance de chanter un jour, c’est elle qui fait tout le travail…Cher est une vrai star, avec une présence et une voix inimitable".
Mamma Mia! Here We Go Again marque les retrouvailles entre Meryl Streep et Cher 36 ans après Le Mystère Silkwood. Malgré le fait que les deux actrices ne partagent pas de scène dans cet opus elles se sont croisées lors du tournage.
Tous les morceaux ont été préenregistrés à Air Studio au cœur de Londres. Ils ont été supervisés par Benny Andersson et Björn Ulvaeus, les membres fondateurs d'Abba. Pour coller au plus près des situations narratives, ils n’ont pas hésité à changer les paroles de quelques chansons.
Ainsi dans la chanson "The day before you came" interprétée par Meryl Streep, les paroliers ont changé la série Dallas par House of Cards.
Anthony Van Laast, le chorégraphe du film, est également le chorégraphe de la pièce à succès.
Les anciens membres du groupe ABBA, Björn Ulvaeus et Benny Andersson (qui sont producteurs délégués du film) font des caméos dans ce second opus. Björn Ulvaeus incarne un professeur tandis que Benny Andersson est le pianiste dans le restaurant où Donna et Harry vont dîner en 1979.
Toutes les scènes sur l’île de Kalokairi ou en Grèce ont en réalité été filmées en Croatie, plus précisément sur l’île de Vis. Elle avait servi de base militaire pour l’armée yougoslave et avait été fermée au public de 1950 à 1989. Elle a été réouverte suite à l'indépendance du pays.
Mamma Mia! Here We Go Again est le dernier film du chef décorateur Alan MacDonald, disparu en 2017. La productrice Judy Craymer se rappelle avec émotion : "Sa perte nous a dévasté et chacun de ses collaborateurs a tenu à respecter son travail à la lettre. Cela me brise le cœur qu’il n’ait pas pu voir le résultat, il aurait été très fier de son travail et du respect que ses collaborateurs ont montré dans l’exécution de ce dernier. Ils sont tout simplement somptueux".
Meryl Streep a tourné ses scènes en seulement une semaine.