Seit 1967 ist Momper Mitglied der SPD . Von 1986 bis 1992 war er Landesvorsitzender der SPD in Berlin. Von 1988 bis 1993 war er außerdem Mitglied im SPD -Bundesvorstand.
Aus den Wahlen zum Berliner Abgeordnetenhaus die SPD unter Mompers Spitzenkandidatur überraschend als hervor wohingegen die CDU/FDP-Koalition unter dem Regierenden Diepgen überraschend eine schwere Niederlage erlitt.
Am 16. März 1989 wurde Momper Regierender Bürgermeister von Berlin der sich auf eine rot-grüne Mehrheit konnte. Seine beiden bekanntesten Entscheidungen während dieser war eine Geschwindigkeitsbegrenzung (100 km/h) auf der dahin tempolimitfreien AVUS sowie die Sperrung des Kurfürstendamms in Berlin für den privaten KFZ-Verkehr Abend des 9.11.1989 als allererste staatliche Reaktion Westens auf den Mauerfall . Als Regierender Bürgermeister von Berlin war vom 1.11.1989 bis zum 31.10.1990 Bundesratspräsident .
Bei den ersten gesamtberliner Wahlen 1990 erhielt seine rot-grüne Koalition keine Mehrheit mehr so dass am 24. Januar 1991 sein Vorgänger im Amt Eberhard Diepgen CDU erneut zum Regierenden Bürgermeister von Berlin wurde.
Momper war dann von 1992 bis 1993 Geschäftsführer der Dr. Ellinghaus GmbH seit August 1993 ist er geschäftsführender Gesellschafter der Momper mbH in Berlin.
1995 bewarb er sich für die Spitzenkandidatur Berliner SPD unterlag aber bei der Urwahl Ingrid Stahmer. Bei der Wahl schied zunächst dem Abgeordnetenhaus aus.
Nachdem er sich 1999 bei der Urwahl des SPD-Spitzenkandidaten gegen Vorsitzenden der SPD-Fraktion im Berliner Abgeordnetenhaus Klaus durchsetzen konnte wurde er zwar wieder Mitglied Abgeordnetenhauses unterlag aber deutlich dem Regierenden Bürgermeister
Er wurde jedoch zum Vizepräsidenten des gewählt. Nachdem die SPD bei den vorgezogenen Wahlen im Oktober 2001 stärkste Partei geworden war wurde er des Abgeordnetenhauses.
Das Auftreten Walter Mompers in der war durch die individuelle Note seines roten (der sog. "Momper-Schal") gekennzeichnet mit dem er weiterhin in Verbindung gebracht wird.