孤苦伶仃的流浪儿三毛在上海街头以捡烟头为生。同样身为流浪儿的小拉里制造的一起突如其来的抢劫事件，给三毛的身世带来了悬疑。慷慨解囊帮助三毛的面粉大王吴子福究竟从这瘦小孩子身上看出了什么？其后的吴子福跳楼事件是否与三毛身世有关？虽然瘦弱的三毛，却机智地从坏人手中救出了巧巧；看似平静的生活掀起了波澜。

无孔不入的报社记者侯逸文借机找到吴子福的女友菲菲，对吴子福跳楼事件展开调查。这时，走投无路的三毛受到街头擦皮鞋穷孩子的启发，千辛万苦筹备到了一套擦鞋用具并开始了擦皮鞋的营生；他诚信待客，卖力干活换来的依然是欺诈和屈辱，同时他用智慧揭发和制服了黑心修车恶人。他和小女佣巧巧间建立了深厚的友情，他们成为互相帮助的好朋友。

不幸的三毛受到了黑心修车工的报复，不但挨了打，眼瞅着干活的东西也被抢走。再次饿着肚子的三毛意外的遇到卖艺师傅，并被强行收为学徒，从此开始了一段恐怖的杂耍生计。在师傅家，三毛触景生情，想象着妈妈的慈爱，无助的他泪如雨下。与此同时，侯逸文在贫民区找寻光头的孩子，并给吴家老太太提供了一条重要讯息：吴家还有一个孙子。

一天，三毛跟着师傅在街头卖艺，无意中打伤了师傅，但是师傅很快就原谅了善良的三毛，愧疚的三毛努力照顾着师傅。一日，师傅被突如其来的大兵抓走了，不知所措的三毛被抛进了深渊。好心的大婶送来晚饭，痛苦的三毛讲述了早前与打渔爷爷的生活，以及爷爷被大兵打死的悲惨结局。后来，三毛当掉师傅的行头，跑到江边看着押送师傅的船慢慢远去。

三毛勇敢的救下了落水儿童——小明，小明父母万分感激，并收养了三毛。三毛与小明一家和睦相处，他不但用学来的把戏摆平了欺负小明的坏孩子，还极力劝说小明好好学习。然而，单纯的小明误学了三毛学来的把戏，将自己砸成重伤。因此造成了小明父母的误解，将三毛赶出了家门。悲伤中，街头的报童又点燃了三毛的希望。

初始卖报的三毛，依旧是四处碰壁、痛苦不堪。在小明的强烈要求下，三毛又回到小明家中。梦中一样的三毛上学了，他聪明刻苦，受到了老师和同学的喜爱。生活中，他惩治坏孩子，教会小明勇敢做人，日子过得非常充实。就在这时，小明爸爸渐渐染上了赌马的恶习，给这个小家笼罩上不安的阴影。

坏孩子大头与三毛成为好朋友后，送给小明一套香烟水浒人物卡片。为了凑齐最后一张“宋江”，小明和三毛特地去城隍庙买香烟，可一无所获。回家途中，一车夫花言巧语把二人骗上车。随后，有字条告知小明父母，两个孩子已被绑架，要交出小明爸刚刚赌马赢的四十万……

机智的三毛和小明设下圈套，从绑匪那里骗来绳子从小屋的房梁上逃走，躲入江边的渔船甲板下；为了给小明找吃的，三毛再次被绑架者抓获。当焦急的小明爸准备赎人时，小明突然回到家中。父母哄着小明乘上了去南洋的船……这时三毛也在白相人的“帮助”下获得释放。正当三毛兴高采烈的跑向小明家时，等待他的会是什么那？

三毛风雨无阻的回到小明家，却已经人去楼空。巧巧一直在寻找三毛，回忆着与好朋友度过的美好时光，此时的三毛却为了生计，进印刷厂当了学徒。在印刷厂老板家中，做家务和照看孩子快成了三毛的主业，从早到晚还是被饿得团团转。饱受老板娘欺压的三毛这时身边又多了新的伙伴——阿兴师弟。

印刷老板家，依旧是吵闹、繁乱的生活日复一日，但是三毛热爱学习的天性并未因此而埋没，好学的他捧着阿兴的书在路灯下出神地看到天亮。除干家务之外，瘦弱的三毛开始送货，途中为了帮助别人反把自家货弄丢，多亏小拉里及时解囊相助，使三毛躲过一劫，二人再次成为好朋友。看到三毛带回的“巨款”，老板一家惊奇不已，这却暗暗遭到了阿兴的嫉恨。

为赶制一批货，已经很疲惫的阿兴连夜加班，因为内心充满对三毛的嫉恨，一不留神，手被印刷机轧成重伤，对此，老板和老板娘却表现出异常冷漠。为救阿兴，三毛与小拉里合伙“偷”出了老板娘的钱，及时挽救了阿兴的一只手。而三毛却因此被老板赶出了印刷厂。街头，阿兴、三毛再次相遇，两只小手却紧紧地握在了一起。

三毛和小拉里在街头捡破烂儿时，却无意中捡到一个女婴，善良的二人为了让女婴活下来，将孩子送到儿童救济所；却没想到救济所的老板是一个拿救济款充自己腰包的黑心家伙。几经周折，三毛和小拉里又从救济所老板那里救下了三个婴儿，并设法弄到了宝贵的奶粉；在好心的警察的协助下彻底揭露了黑心老板的恶行。

冯小姐失去了刚出生的孩子，为她分担痛苦的巧巧，意外中发现：三毛怀中的小婴儿竟然就是冯小姐的亲生骨肉。孩子们想尽办法共同抚养着这个小生命，并与冯小姐取得了联系。这些举动引起了狡诈女佣阿金的注意，一行人开始了对三毛他们的重重阻挠。几经周折，孩子还是回到了父母的怀抱，三毛触景生情，声泪俱下。

三毛拥有了自己的小狗——小黑，他俩一起被行为古怪的胡氏夫妇收养。胡氏夫妇为了拖欠房租，利用三毛和小狗当挡箭牌，吓退了房东。正当一波未平，三毛和小狗刚要安顿下来，一波又起，小狗养成了在邻居“雌老虎”家门口拉屎的习惯。无奈之下，三毛忍痛将小狗送人，而小狗悲伤远去的叫声让人伤感不已。

一日，小狗跑回来啦，三毛大喜，“雌老虎”史无前例的大闹也没有将他俩再分开。胡氏夫妇为了还债，让三毛去买化妆品，三毛在朋友的帮助下把货卖了个好价钱。而胡氏夫妇见三毛彻夜未归担心出乱子，偷偷躲藏起来。劳累饥饿的三毛回到家中，发起了高烧，正当“雌老虎”和吹萨克斯老伯焦急之际，三毛拿出了一大叠钱。

付好房租等待着胡氏夫妇归来的三毛，此时又拜了吹萨克斯老伯为师，希望今后可以凭本事自食其力过上好日子。这一美好的梦想却被闻风归来的胡氏夫妇瞬间打破了，他们再次拉拢了三毛，“一家三口”高高兴兴地去珠宝店买首饰。胡氏夫妇运用高超的手腕，利用三毛做掩护，盗走了珠宝店几万块钱的珠宝，一时间三毛再次无助地被拉进深渊。

蒙难之中的三毛在邻居的帮助下逃离了盗宝纠纷，他茫然地走在街上却意外地救下了被人欺负的小谷子。随后三毛住进了小谷子清贫但幸福的五口之家。为了贴补家用，三毛买回三只“病恹恹”的鸡。他一边和小谷子给鸡挖虫子，一边盘算着鸡生了蛋以后能给家里带来多少好处。二人兴致勃勃地回到家，却发现买来的鸡已死去，被骗的三毛懊悔万分。

三毛的生活再一次充满了新奇和艰辛，铁路边捡煤球、排大队买水、下大雨房子被淹……每一天每一刻三毛都在经历着人生磨难。由于米价上涨，小谷子一家纷纷勒紧裤腰带忍受饥饿，为生活所迫，三毛和小谷子不得已在小拉里的帮助下，到米厂偷米；却不幸被米厂保安发现，一番争斗下，小谷子和小拉里逃脱，三毛却被抓了起来。

三毛被关进监狱，狱中的生活虽然黑暗，但却有幸结识了赵老师和小秃子，患难中三人建立了深厚的友谊。赵老师被押走后，小秃子因无法忍受狱中非人的生活而逃狱，结果被狱卒痛打，被连累的三毛受到了禁食的惩罚。饥饿的三毛不得已喝下了刷墙的浆糊，导致食物中毒痛苦不已，正在生死未仆之时，被找上门来的侯逸文救了一命。

三毛从医院逃脱后再次流落街头，因为没有衣服穿，他把墨水涂在身上当“衣服”，这个行为被无知的童子军团误认为是神经病发作，随后将三毛强行拉进精神病院；精神病院中两个神经病患者搅得三毛白天晚上都无法休息，幸好侯逸文再次前来为三毛解除了困境，赢得自由的三毛拼了命地逃离了这令人发指的鬼地方。

粮油大亨吴子福同父异母的弟弟吴子寿为了将吴子福下落不明的私生子除掉，使自己成为名副其实的吴家继承人，展开了对城中“小光头”的一系列追杀。三毛也因此被列入了吴子寿的黑名单。为了寻求生机，三毛找到了侯逸文，此时二人同时遭到了吴子寿杀手团伙的围追堵截。为了将坏人引开，三毛独身跳水渡江，逃离了生死线。

世事多变，小拉里因偷东西被捕，三毛在狱友小秃子的帮助下进了大兴浴池当了小工。三毛不分昼夜的给锅炉加煤，可奇怪的事又出现了，煤拼命地加，火却依然烧不起来，三毛累得爬不起来了。聪明的三毛来到了煤厂，一看才恍然大悟……浴池老板收到了一包特殊的“邮件”，打开一看，关于煤的秘密真相大白！

锅炉房进劣质煤的工人得到了应有的惩罚，三毛刚刚舒了一口气，随之麻烦又来了；一日，绑匪老四来到大兴浴池洗澡，三毛和小秃子联手制服了老四，逼他说出了追杀事件的原由。为了安全，三毛劝小秃子回无锡外婆家，自己则留在上海准备进一步弄清事实的真相。

一天，三毛在街上遇见了吹萨克斯的老伯，老伯介绍他进入了“大世界”杂技团。回到老伯家，三毛在老伯的谈话中惊醒：也许自己的妈妈是舞女？爸爸是富家子弟？第一次登台，三毛和小狗小黑聪明伶俐，在杂技团表演中出尽了风头，然而糟糕的是，观众席中老四的情妇忽然认出了三毛，三毛的处境刹时间再次变得岌岌可危了。

三毛继续着在杂技团的精彩演出，观众席上的老四却暗中向三毛伸出了魔掌，枪声过后，现场大乱，但是魔术表演扰乱了老四的心绪，三毛再一次幸运逃生。在侯逸文留给老伯的信息中，三毛得知了自己是李彩红和吴子福私生子的事实，兴奋中的三毛急忙跑到医院去看望变成植物人的爸爸；这时，狡猾的老四利用小黑找寻三毛的住处。

历尽艰辛的三毛终于和苏醒的“爸爸”团聚了。然而，小秃子的前来认亲，使三毛对初到的幸福心灰意冷。但他还是勇敢地把小秃子带到 “爸爸”的面前说明了小秃子才是吴子福亲生儿子的真相，吴子福感动之下将二人都认做儿子，一家人美满团聚。幸福总是短暂的，这份美好随着吴子寿制造的大爆炸随风而去，幸免遇难的三毛瞬间失去了一切……“明天又是新的一天”，三毛和小拉里又回到了从前的流浪生涯……