Lá thư gửi đến Momo đã thu về 77.510.600 yên với 61.908 lượt người xem trong hai ngày đầu công chiếu đứng hạng 22 về doanh thu tại các rạp trong tuần đó.

Phim đã được trao giải Xuất sắc tại Liên hoan Nghệ thuật truyền thông Nhật Bản năm 2011 trong phần dành cho anime. Còn tại Liên hoan phim Future năm 2012 ở Ý thì phim đã đoạt danh hiệu Giải bạch kim lớn. Phim còn nhận được các đề cử như Liên hoan phim quốc tế Warsaw đã đề cử phim cho giải Phim quốc tế còn Liên hoan phim quốc tế Hawaii đã đề cử cho giải Hoa Lan Vàng.