Chercheur formé à l'université libre, il est élu à la Chambre des députés de Berlin-Ouest pour la première fois en . Dix ans plus tard, il y prend la présidence du groupeSPD, alors dans l'opposition. En , il devient président de la fédération ouest-berlinoise du parti.
Il perd le pouvoir dès , après que la CDU a remporté la majorité relative aux élections législatives anticipées et reconstitué une grande coalition. Il s'éloigne alors de la vie politique, renonçant en à présider le SPD de Berlin pour s'investir dans le secteur privé.
Après que le Parti social-démocrate a retrouvé le pouvoir et son statut de première force politique locale en , Momper est désigné président de la Chambre des députés. Il est reconduit en , mais décide de se retirer de la vie politique à l'issue de son mandat, en .
Il commence à travailler en 1970 comme associé de recherche aux archives secrètes d'État de la fondation du patrimoine culturelprussien. Il y reste deux ans, puis est embauché par la commission historique de Berlin, dont il sera directeur général, et y travaille jusqu'en 1986.
En 1992, il revient à la vie professionnelle comme mandataire de la sociétéDr. Ellinghaus GmbH à Berlin, un emploi auquel il renonce un an plus tard. Il est par ailleurs associé directeur de Momper Projektentwicklungs- GmbH depuis , et de B + M Hausverwaltungs GmbH depuis le .
Sa première élection à la Chambre des députés de Berlin-Ouest remonte à 1975. Dix ans plus tard, il devient président du groupe SPD. Aux élections de 1989, la coalition noire-jaune subit une lourde et surprenante défaite, la CDU perdant 6 points et le FDP étant exclu du parlement régional. À l'inverse, le SPD remonte de cinq points, talonnant la CDU. Les écologistes de la Liste alternative (AL) ayant légèrement progressé, les deux partis forment une coalition rouge-verte qui porte Walter Momper au poste de bourgmestre-gouverneur de Berlin-Ouest le . Il forme ensuite un cabinet comprenant 8 femmes pour 6 hommes, une première dans le pays.
Bourgmestre-gouverneur (1989-1991)
Son mandat est principalement marqué par la chute du mur de Berlin le . Huit jours plus tôt, il avait pris pour un an la présidence tournante du Bundesrat.
Sa coalition finit par chuter le , à la suite d'un désaccord sur l'évacuation de squatteurs, et il finit donc son mandat en dirigeant un gouvernement minoritaire. Le 2 décembre suivant, il perd les élections locales avec dix points de retard sur la CDU, qui est contrainte de former une grande coalition avec le SPD mais dont Momper ne fait pas partie.
Dans l'opposition
En 1995, il échoue à se faire désigner chef de file social-démocrate pour les élections locales et renonce alors à siéger à la Chambre des députés. Quatre ans plus tard, il devient chef de file du SPD, contre le président du groupe à la Chambre, pour les élections locales, mais il est de nouveau défait, cette fois-ci avec dix-huit points de retard, par la CDU de son successeur, Eberhard Diepgen. Les deux partis ayant reconduit leur coalition, il est lui-même désigné vice-président du parlement régional.
Depuis 2001
Le SPD remporte finalement les élections locales anticipées de 2001 sous la direction de Klaus Wowereit. Le 29 novembre suivant, lors de sa séance inaugurale, la Chambre des députés de Berlin (Abgeordnetenhaus von Berlin), le parlement du Land, l'élit à sa présidence. Le , il est reconduit dans cette fonction qu'il conserve jusqu'à la fin de la législature en 2011.