Die kleine Fledermaus Lilli Langohr kennt Ulm nur bei Nacht. Doch eines Tages beschließt sie, sich die Stadt bei Tageslicht anzusehen. Denn wenn der Ulmer Spatz auf dem Dach des großen Münsters Recht hat, muss Ulm eine wunderschöne, bunte Stadt sein.
Auf ihrer Entdeckungstour begegnet Lilli nicht nur dem Bürgermeister, sondern trifft den Schneider von Ulm und macht Bekanntschaft mit der weisen Eule Gustav, der Wasserratte Flusshilde, dem Theaterkater Othello und vielen anderen Persönlichkeiten. Sie alle kennen Ulm so gut wie niemand sonst und zeigen Lilli schiefe Häuser, versteckte Winkel und alte Mauern.