Герои: коротышки из Цветочного города: малыши-Знайка, доктор Пилюлькин, механик Винтик со своим помощником Шпунтиком, Сахарин Сахариныч Сиропчик, охотник Пулька, собачка Булька, художник Тюбик, музыкант Гусля, Торопыжка, Ворчун, Молчун, Пончик, Растеряйка, братья Авоська и Небоська, Незнайка, Гунька, астролог Стекляшкин, поэт Пудик (Цветик), Топик, Микроша; малышки-Мушка, Кнопочка, Ромашка, Маргаритка; жители Зелёного города: Синеглазка, Снежинка, Медуница, Белочка, Заинька, Стрекоза, Галочка, Ёлочка, Маргаритка, Кубышка, Кисонька, Ласточка, Пуговка, поэтесса Самоцветик, обслуживающий персонал больницы, Соломка; жители Змеевки: механик Шурупчик, Бублик, писатель Смекайло, Гвоздик.
На берегу ручья под названием Огурцовая река стоял Цветочный город, в котором жили коротышки ростом с небольшой огурец. Одни коротышки назывались малышами, а другие-малышками и многие из них не дружили между собой. В доме на улице Колокольчиков жили шестнадцать малышей. Самым главным из них был Знайка, а самым известным-Незнайка, который ничего не знал. Однажды на него налетел майский жук, а Незнайка решил, что от солнца оторвался кусок и ударил его по голове. После этой истории он очень прославился. Если Незнайка брался за какое-нибудь дело, то всё у него получалось шиворот-навыворот. Он пытался быть музыкантом, художником, сочинять стихи, кататься на газированном автомобиле, но у него ничего не получалось. Однажды Знайка предложил коротышкам отправиться в путешествие на воздушном шаре. С помощью коротышек он сделал воздушный шар и все шестнадцать малышей полетели на нём. Вскоре шар стал падать. Знайка выпрыгнул из него с парашютом. Остальные малыши начали спорить, кому выпрыгнуть из шара. Пока они спорили, произошла авария и шар упал. Незнайка очнулся в незнакомом месте, он лежал на кровати в чужой комнате. Оказалось, его перенесли к себе домой малышки из Зелёного города, которые видели, как шар подлетел к их дому, наткнулся на забор и лопнул. На тот момент в корзине воздушного шара Незнайка был один. Когда малышки пригласили его пить чай, он обманул их, сказав, что это он придумал построить воздушный шар и полететь на нём со своими друзьями-коротышками. Когда пили чай, прибежала одна из малышек и сказала, что ещё один воздушный шар с четырнадцатью малышами прилетел и разбился за городом и малыши находятся в больнице. Незнайка сказал малышкам, что это его друзья. Впоследствии он навестил друзей в больнице и подговорил их, чтобы они слушались его, а если малышки будут спрашивать, кто выдумал воздушный шар, отвечали, что он. За это Незнайка обещал малышам, что их быстрее отпустят из больницы. Некоторое время малыши прожили в Зелёном городе. Незнайка всё это время выдавал себя за главного и командовал малышами. Но однажды в Зелёный город приходит Знайка и обман Незнайки раскрывается. Все над ним смеются, дразнят его и обзывают. Впоследствии малышки жалеют его и стыдят малышей, дразнивших Незнайку. В конце книги в Зелёном городе устроили бал и затем все шестнадцать малышей возвращаются в Цветочный город. Незнайка перестал обижать малышек и начал учиться красиво писать.