父母离婚时母亲带走妹妹，需要根据具体情况采取不同的应对措施。
如果父母是通过协议离婚，且在离婚协议中对妹妹的抚养权归属已有明确约定。若约定妹妹由母亲抚养，那么母亲带走妹妹是符合协议约定的，这种情况下父亲应该尊重协议安排。若母亲带走妹妹不符合协议约定，比如协议约定妹妹由父亲抚养，父亲可以先尝试与母亲协商，要求她将妹妹送回。若协商不成，父亲可以凭借离婚协议向法院提起诉讼，要求母亲履行协议，将妹妹交由自己抚养。
如果父母是通过诉讼离婚，法院已经对妹妹的抚养权作出了判决。若判决妹妹由母亲抚养，母亲带走妹妹是合法的，父亲应遵循法院判决。若判决妹妹由父亲抚养，母亲擅自带走妹妹，父亲可以向法院申请强制执行，要求母亲将妹妹送回。
无论哪种情况，都要以妹妹的利益为出发点，尽量避免因为抚养权问题给妹妹带来更多的心理伤害。即使父母离婚且一方未直接抚养子女，另一方也享有探视权。若父亲未获得妹妹的抚养权，他有权按照法律规定或者双方约定的方式和时间探视妹妹。
根据《中华人民共和国民法典》第一千零八十四条规定，父母与子女间的关系，不因父母离婚而消除。离婚后，子女无论由父或者母直接抚养，仍是父母双方的子女。离婚后，父母对于子女仍有抚养、教育、保护的权利和义务。离婚后，不满两周岁的子女，以由母亲直接抚养为原则。已满两周岁的子女，父母双方对抚养问题协议不成的，由人民法院根据双方的具体情况，按照最有利于未成年子女的原则判决。子女已满八周岁的，应当尊重其真实意愿。
第一千零八十六条规定，离婚后，不直接抚养子女的父或者母，有探望子女的权利，另一方有协助的义务。行使探望权利的方式、时间由当事人协议；协议不成的，由人民法院判决。父或者母探望子女，不利于子女身心健康的，由人民法院依法中止探望；中止的事由消失后，应当恢复探望。所以在父母离婚涉及子女抚养权及探视权等问题上，法律都有明确的规定来保障各方的合法权益。
