Larmet kom till polisen vid 19:13 på fredagen. En 4-årig flicka hade sprungit ut i vägen, enligt polisen, och då blivit påkörd av en mopedist.
Olyckan inträffade på insidan av ringmuren, i närheten av Kärleksporten och Botaniska trädgården.
Flickan har fått lindrigare skador och stannar kvar på sjukhus för observation.
Polisen ska utreda om mopedföraren, som är i 20-årsåldern, har gjort sig skyldig till vårdslöshet i trafik.
– Där är ju ett gångstråk med många gående. Vi får se vad vittnen gör gällande, säger Roger Nyd, stationsbefäl vid Gotlandspolisen.