Сценарий картины был написан актрисой Риной Зеленой и детской писательницей Агнией Барто. По сюжету, главная героиня - маленькая Наташа (Вероника Лебедева) в отсутствие мамы пускается в путешествие по Москве. С девочкой происходит масса смешных, а иногда и опасных приключений, в результате которых все, кто повстречал веселую и смышленую Наташу, мечтают ее удочерить.

Особенно примечательна героиня Фаины Раневской — внешне самоуверенная, командующая подкаблучником-мужем (Петр Репнин) и глубоко ранимая внутри, бездетная женщина Ляля.

Кинокартина имела невероятный зрительский успех, а многие фразы и цитаты из фильма стали любимыми народными поговорками и присказками — в частности, знаменитая фраза героини Раневской: «Муля, не нервируй меня!». 

В роли брата маленькой Наташи, мальчика, который хочет быть «танкистом, доктором, а по выходным дням — пожарной машиной», снялся будущий известный литературовед Лев Аннинский. 

Известно, что в годы Великой Отечественной Войны негатив фильма погиб во время бомбардировок. В Госфильмофонде СССР сохранилась лишь позитивная копия, которая в 1950-х годах подверглась небольшим купюрам. 

В 1988 году фильм был отреставрирован и вновь выпущен в прокат. Некоторые сцены и музыка были переозвучены, кадры с памятником Сталину на ВСХВ (ВДНХ) были удалены, а общее качество звука оказалось невысоким. 

В 2010 году, именно эта копия фильма была колоризирована и уже в новом, цветном варианте представлена отечественным кинозрителям.