Според Йоан Кантакузин Момчил бил българин, родом от Родопа. Още младеж разбойничествал из българските планини. Бил гонен за грабежи, поради което избягал във Византия и влязъл в армията на император Андроник III Палеолог.
Не след много време с нова чета подновил грабежите. Отново преследван, постъпил на служба у цар Стефан Душан. През 1343 Сърбия се отказала от помощта си за Йоан Кантакузин във византийската вътрешна война, а Момчил се прехвърлил от душанова на кантакузинова служба.
В 1343 се сражавал заедно с Умур бег като помощник на Кантакузин, който го издигнал за владетел на подчинените родопски крепости. Сведенията съобщават, че местното население симпатизирало на войводата-сънародник.
Увеличавайки армията си до 2000 души, Момчил се отметнал от Кантакузин през 1344 и започнал да поддържа Алексий Апокавк. С това започнали и бойните му действия срещу наелите се на кантакузинова страна турци: през лятото на 1344 нападнал пристанището Абдера и изгорил три от турските кораби в него. Малко след набега бил атакуван и победен самият претендент за византийския трон, който бил на лагер около Мосинопол.
Още около лятото на 1344 Момчил се отказал от службата при Алексий Апокавк и започнал да действа самостоятелно. Овладявайки земите на юг от Родопите до брега на Бяло море, той създал независима държавица. Тя се простирала от долна Места до долна Марица.
Новопоявилият се властови център ставал сериозно препятствие за участниците във византийската междуособна война. Йоан Кантакузин се опитал да разчисти пространството между Константинопол и Солун, като през 1345 изпратил срещу Момчил ордите на Умур бег. Момчил повел армията си и дал сражение при беломорската крепост Буруград на 7 юли 1345, но бил победен и сам загинал в сраженето заедно с почти всички свои войни.


Из българския юнашки епос:

Момчил юнак и Айкуна девойка

Служба служи Момчил добър юнак,
та покани до седъм кральове,
та седеа и си гозба прават
низ ден у ден - месец и неделя.
Като седи гостье да гостува,
нещо им е на акъл паднало,
сами гостье мало продумали
защо Момчил неженето оди:
дали нема пари за сватбина,
или нема убава девойкя?
Продумали и се усмихнали...

СбНУ, XLIII, стр. 220, запис от софийското село Железница.