Główną bohaterką utworu jest mała dziewczynka o imieniu Momo, która uciekła z domu dziecka, gdyż była tam bita i doświadczała samych przykrości. Znalazła się więc w pewnym małym miasteczku i postanowiła zamieszkać w amfiteatrze. Mieszkający tam ludzie byli dla niej bardzo dobrzy, jeden z nich w chciał jej pomóc i zaoferował, że może u niego zamieszkać. Momo jednak nie chciała skorzystać z porpozycji, gdyż to amfiteatr uznawała za najlepsze miejsce do życia. Mieszkańcy postanowili jej więc pomóc w urządzeniu się w amfiteatrze. Murarz Nicola przyniósł jej piecyk, a na ścianie jej nowego lokum namalował wazonik z kwiatami.
2.
Momo była obdarzona niezwykłymi talentami i zdolnościami – mogła np. słyszeć to, czego inni nie słyszeli. Ludzie dowiedziawszy się o tym, że udziela pomocy, przychodzili do niej po radę i z prośbą o pomoc w zaradzeniu ich troskom i w rozwiązywaniu życiowych problemów.
Momo usiłowała też rozwiązywać spory między mieszkańcami. Jeden z takich sporów wybuchł między barmanem Nino a murarzem Nicola. Dotyczył on tego, że Nicola kupił od Nina obrazek św. Antoniego w zamian oferując radio. Potem wyszło na jaw, że za obrazek włożony był banknot, który Nino chciał teraz odzyskać. Dopiero Momo zaradziła temu problemowi i zażegnała spór między mężczyznami.
3.
Z innym problemem przyszedł do Momo pewien chłopiec. Miał on kanarka, który nie potrafił śpiewać. Dziewczynka usilnie starała się jednak coś usłyszeć i tak długo przysłuchiwała się kanarkowi, aż ten w końcu zaczął pięknie śpiewać. Dzieci lubiły i bardzo ceniły Momo za jej zdolności i fakt, że pomagała mieszkańcom, ale przychodziły do niej również po to, aby się bawić. Ponieważ Momo miała mnóstwo ciekawych pomysłów, zabawy z nią zawsze były udane i przynosiły dzieciom mnóstwo radości.
4.
Momo miał wielu przyjaciół, a jednym z nich był stary Beppo Zamiatacz Ulic. Był to spokojny, aczkolwiek zdziwaczały staruszek. Innym przyjacielem Momo był Girolamo, który zyskał przezwisko Giga Oprowadzacza, ponieważ trudnił się oprowadzaniem turystów po mieście i opowiadaniem im wymyślonych historyjek. Swój dar wymyślania niestworzonych historii wykorzystywał również w zabawach z Momo i w wymyślaniu dla niej bajek.
5.
Razu pewnego do miasta przybyli Szarzy Panowie. Zapisywali oni różne rzeczy, których nie chcieli zdradzić, po czym szybko zniknęli. Ludzie puścili to w niepamięć, jednak panowie niedługo potem znów pojawili się w miasteczku. Weszli wówczas do zakładu fryzjera Fusi i oznajmili mu, że bardzo marnuje swój czas. Poradzili mu oszczędzanie czasu i zaproponowali, aby wkładał go do ich Kasy Oszczędności Czasu, w momencie kiedy udostępnią mu ją na emeryturze. Fusi bez wahania na to przystał, jednak potem zaszła w nim wyraźna zmiana. Zaczął odcinać się od ludzi i coraz rzadziej bywać wśród znajomych. Przestał nawet odwiedzać mamę i swoją dziewczynę.
6.
Kasa Oszczędności Czasu szybko zyskała kolejnych zwolenników, którzy również przekazywali do niej swój cenny czas. Na skutek oszczędzania nie mieli czasu dla dzieci i uważali, że drogie podarki im go zastąpią. Momo wszystko to bardzo się nie podobało, a ponadto zasmuciło ją również, że i jej przyjaciele, Nino i Nicola, byli nieszczęśliwi z powodu oszczędzania czasu. Dziewczynka pomogła Nino w zakończeniu jego kłótni z żoną i w przywróceniu mu interesu. W wyniku tego Szarzy Panowie stracili jednak czas i wściekli usiłowali powstrzymać Momo, by po raz kolejny nie zmarnowała ich cennego czasu.
7.
Do Momo przychodzą więc Szarzy Panowie. Agent o pseudonimie BLW/553/c chciał przekupić ją wspaniałą lalką, jednak dziewczynka nie chciała sprzedać i poświęcić przyjaciół dla lalki. Wykorzystała swoją niespotykaną zdolność słuchania i wprowadziła agenta w trans. Wtedy ten w zupełnej nieświadomości wyjawił przed nią cele działania swojej instytucji.
8.
Momo postanowiła ostrzec dzieci przed Szarymi Panami i przed niebezpieczeństwem, jakie im z ich strony grozi. Dzieci wpadły na pomysł zorganizowania parady, dzięki której dorośli mieszkańcy ocknęliby się spod groźnego wpływu Szarych Panów. Na paradę żaden z dorosłych nie chciał jednak przybyć.
9.
Posprzątanie śmieci po zorganizowanej paradzie spadło na barki Beppo Zamiatacza Ulic. Po wykonaniu tej pracy był tak zmęczony, że zasnął w pobliżu wysypiska śmieci. Kiedy się zbudził, jego oczom ukazali się Szarzy Panowie, którzy właśnie przeprowadzali egzekucję na agencie BLW/553/c. Egzekucja ta polegała na pozbawieniu go czasu. Wyszło na jaw, że czas był ukryty w cygarach, które Szarzy Panowie bezustannie palili. Po dokonaniu egzekucji agent rozpłynął się w powietrzu, nie pozostawiając po sobie żadnego śladu. Teraz Panowie postanowili zająć się Momo. Beppo w pośpiechu pojechał ją przed tym ostrzec.
10.
W międzyczasie Momo odwiedziła żółwica Kasjopeja, która zaprowadziła ją do odległego świata, do domu o nazwie Nigdy na ulicy Nigdzie. Był to dom Mistrza Hory, który uradował się przybyciem dziewczynki i wyjawił jej całą prawdę o Szarych Panach. Okazało się, że byli to złodzieje czasu, a stworzyli ich sami ludzie, którzy zawsze oszczędzali czas. Momo dowiedziała się też, że Szarzy Panowie kradli Kwiaty Jednej Godziny i w taki sposób więzili czas. Mogli więc go bez problemu wykraść ludziom, jednak pozbawieni cygar – tracili swoją moc i rozpływali się w powietrzu.
11.
Tymczasem Szarzy Panowie w dalszym ciągu poszukiwali Momo, nigdzie jednak nie mogli jej odnaleźć. Chcieli zdobyć jej przychylność i przekupić ją czasem, jednak w końcu doszli do wniosku, że to się nie uda i że dziewczynka się na to nie nabierze. Dlatego postanowili wykorzystać jej przyjaciół. Beppo Zamiatacz Ulic też chciał odnaleźć Momo, ale i on nie wiedział, gdzie dziewczynka się znajduje.
12.
Momo przebywała w domu z żółwicą Kasjopeją. Tam znalazła list od Gigiego, który proponował, że zapłaci za jej posiłki. Wychodzi na jaw, że Momo nie była w miasteczku przez cały rok. Przez ten czas Gigi przy pomocy Szarych Panów dorobił się wielkiego majątku i zarabiał na występach, w trakcie których opowiadał zmyślone historie. Niedługo potem przekonał się, że jego opowieści stają się nudne. Aby temu zaradzić, zaczął opowiadać ludziom o Szarych Panach, ale ci w porę go ostrzegli, by tego nie robił, bo w przeciwnym razie utraci cały swój majątek.
13.
Beppo nie ustawał w poszukiwaniach Momo. Udał się nawet na policję, aby zgłosić jej zaginięcie. Nie uwierzono jednak w jego ostrzeżenia i zamknięto go w szpitalu dla wariatów. Aby się stąd wydostać, Beppo musiał oddać Szarym Panom 10000 godzin swojego czasu, które później musiał odpracować. Pracował więc do upadłego i był bardzo wykończony. Szarzy Panowie zajęli się też dziećmi, które zabrali do tzw. „przechowalni dzieci” – tutaj uczono je, jak mają się bawić.
14.
Wszyscy przyjaciele Momo zajęci byli więc oszczędzaniem czasu i nikt go dla niej nie miał. Nawet podczas śniadania u Nina dziewczynka nie mogła z nim normalnie porozmawiać, gdyż wiecznie był zajęty i bardzo zapracowany. Przyszła więc do Gigi, który właśnie szykował się na kolejne występy. Również i on miał szereg zajęć związanych z pracą i nie potrafił znaleźć wolnego czasu na rozmowę. Momo nie mogła nawet pobawić się tak jak dawniej z dziećmi, gdyż i one miały mnóstwo zajęć w „przechowalni dzieci”.
15.
Momo miała więc nadmiar czasu, ale doskwierał jej brak towarzystwa. Wszyscy dawni przyjaciele się od niej oddalili, ponieważ byli ciągle bardzo czymś zajęci. Ona czuła się zaś samotna i było jej smutno. Wówczas Szarzy Panowie zaproponowali, że oddadzą jej przyjaciół, jeśli w zamian wskaże im drogę do Mistrza Hory. Momo odpowiedziała im, że drogę tę zna tylko żółwica Kasjopeja, a ta właśnie zniknęła. Szarzy Panowie postanowili odnaleźć żółwicę.
16.
W jakiś czas potem u Momo zjawiła się Kasjopeja i zabrała ją do Mistrza Hory. Nie zwróciły jednak uwagi, że śledzili ich Szarzy Panowie. Dopiero w domu Mistrza Hory Mistrz i jego goście zorientowali się, że zostali oblężeni. Mistrz Hora wyjawił Momo, że kiedy zaśnie, wówczas czas przestanie biec – wszystko wówczas przestałoby istnieć. Tylko żółwica Kasjopeja przeżyłaby, ponieważ ma ona czas w sobie.
17.
Mistrz Hora musiał temu zaradzić – polecił Momo, by odnalazła kryjówkę Szarych Panów, a następnie uwolniła Kwiat Jednej Godziny. W ten sposób można by oddać czas ludziom. Hora powoli zasypiał, a cygara Szarych Panów właśnie dogasały. Postanowili się ratować i udali się do Kasy Oszczędności Czasu. Za nimi podążały Momo i Kasjopeja. W pewnym momencie spostrzegli, że Momo trzyma w dłoni Kwiat Jednej Godziny. Rzucili się więc na nią, by go odebrać. Wtedy jednak dziewczynka uciekła, a Kasjopeja rzuciła się im pod nogi. Kiedy udało się pozbyć ostatniego Szarego Pana, Momo otworzyła skarbiec i uwolniła kwiaty. Ludzie odzyskali w ten sposób swój czas i ich życie wróciło do normy.
