李孟，字道复，潞州（治今山西长治）上党人。其曾祖李执为金末进士。祖李昌祚，归附蒙古，蒙廷授金符、潞州宣抚使。父李唐，先后在陕西、四川任官，因此徙居汉中。李孟十分聪慧，七岁能文，博闻强记，通贯经史，善论古今治乱之道。李孟学成后开门授徒，远近争从学之。当时的名士商挺、王博文等，都屈尊与李孟交游。
至元十四年，李孟随父亲来到四川，行省、行御史台先后欲任用之，李孟均辞不就。后李孟因事来到大都，中书右丞杨吉丁一见奇之，推荐给真金太子。不料真金随即去世，李孟没有来得及受到真金的擢用，因未得重用，他不久就离开了大都。成宗即位后，为了编写先朝实录，命采访先朝圣政以备史官记述，陕西行省于是命李孟讨论编写相关内容，乘驿传送至京师。当时海山、爱育黎拔力八达尚未成年，祖母徽仁裕圣皇后阔阔真求名儒为他们辅导，这时有人将李孟推荐给了阔阔真，于是李孟成为二人的老师。大德三年，海山受命抚军北方、出戍漠北，爱育黎拔力八达则继续留在宫中，跟随李孟学习。李孟向爱育黎拔力八达“日陈善言正道，多所进益”，也就是在李孟为代表的一批儒士的熏陶下，仁宗逐渐接受了儒学汉法。
成宗统治后期，卜鲁罕皇后干政。为了能够让自己的儿子顺利继承皇位，卜鲁罕皇后将答己母子出居怀州，又至官山。答己母子遭受这一重大变故期间，李孟一直跟随在身边，在怀州居四年，始终诚节如一，不断用儒家思想感化爱育黎拔力八达。爱育黎拔力八达在其影响下，也对儒学产生了浓厚的兴趣，一有时间，就与李孟讲论古代帝王得失成败，以及君君臣臣父父子子之义，这就为爱育黎拔力八达即位后吸收儒学汉法奠定了基础。
成宗死后，由于卜鲁罕皇后所生太子先于成宗夭折死去，故其与安西王阿难答勾结，准备让阿难答即位。以中书右丞相哈剌哈孙为代表的一些大臣坚决反对。为了阻止卜鲁罕皇后集团的图谋，哈剌哈孙派人通知海山兄弟，准备扶植他们夺取皇位。在这一政局变动的关键时刻，李孟充当了爱育黎拔力八达的重要谋臣，他先是说服爱育黎拔力八达听从哈剌哈孙的建议返回大都夺取政权，在其控制大都后，他又力劝其即位。不过海山以武力为后盾，最终迫使爱育黎拔力八达让出皇位。
海山即位后，李孟害怕受到惩罚，于是逃去，不知所终。这也可以看出李孟是在政治上十分圆滑的人物，他既想利用平生所学参与朝政，有一番作为，又惧怕政治斗争，尤其是在政治形势对己不利时，他选择的不是积极应对，而是逃避隐遁。“孟久在民间，备知闾阎幽隐，损益庶务，悉中利病，远近无不悦服”。果然，海山即位后，有人揭发李孟曾经劝爱育黎拔力八达抢先即位一事，此时武宗已与弟弟达成了“兄弟叔侄，世世相承”的约定，不想再追究，故没有追查此事。爱育黎拔力八达深知武宗这样做只是不愿激化兄弟二人的矛盾，武宗肯定对李孟心怀忌恨，于是也暂时不敢在武宗面前提及起用李孟之事。
至大二年，一日爱育黎拔力八达在与武宗、答己太后宴饮之时，陷入沉思，颇为伤感，武宗问及何故闷闷不乐，遂借此上奏李孟在平定卜鲁罕皇后集团中的功绩，所谓“成今日母子兄弟之欢者”，李孟立下了汗马功劳。武宗甚为友爱，为其言所动，命人寻访李孟，最后在许昌陉山找到了李孟，武宗遂遣使召见。
至大三年春正月，李孟朝见武宗于大都玉德殿。武宗指着李孟对宰执大臣说：“此皇祖妣命为朕宾师者，宜速任之。”同年三月，武宗特授李孟荣禄大夫、中书平章政事、集贤大学士、同知徽政院事。待到次年仁宗即位后，更是对李孟大加重用，拜中书平章政事，进阶光禄大夫，推恩其三世。仁宗对李孟说：“朕之旧学，其尽心以辅朕之不及。”李孟在担任中书平章政事后，勤于国事，帮助仁宗纠正武宗朝弊政，“以国事为己任，节赐予，重名爵，核太官之滥费，汰卫士之冗员，贵戚、近臣恶其不利于己而莫敢言也。前所建新法有未便者，奏请革去，百司庶政一遵世祖皇帝成宪而行焉”。但李孟的性格里还有曲意迎合、保全自己的一面。至大四年四月，仁宗刚刚登上皇位仅一个月，李孟进言道：“陛下御极，物价顿减，方知圣人神化之速，敢以为贺。”帝蹙然曰：“卿等能尽力赞襄，使兆民乂安，庶几天心克享，至于秋成，尚未敢必。今朕践阼曾未逾月，宁有物价顿减之理？朕托卿甚重，兹言非所赖也。”
针对朝廷名爵太滥，僧道官扰乱政事等现象，李孟请罢之，“滥冒名爵者，悉夺之，罢僧道官，天下称快”。仁宗早年在出居怀州之时，亲眼目睹了国家吏治的腐败，即位后“欲痛刬除之”。李孟则进言道：“吏亦有贤者，在乎变化激厉之而已。”李孟的这番话得到了仁宗的认可与称赞：“卿儒者，宜与此曹气类不合，而曲相护祐如此，真长者之言。卿在朕前，惟举人所长，而不斥其短，尤朕所深嘉也。”当时承平日久，朝中奢靡之风泛滥，车服僭拟的现象普遍，上下无章，近臣不断恃恩求请。而宰执官员对此不但不加以抑制，甚至更相汲引，谋求赏赐，“耗竭公储，以为私惠”。李孟上言：“贵贱有章，所以定民志；赐与有节，所以劝臣下。请各为之限制。”
李孟虽想有一番作为，但面对蒙古权贵及近侍充斥朝堂，蒙古旧制依然为国家政权核心的局面，常常感到难以自保，无力回天，萌生了再次隐退的念头。于是李孟上书请求辞官：“臣学圣人道，遭遇陛下，陛下尧、舜之主也。臣不能使天下为尧、舜之民，上负陛下，下负所学，乞解罢政权，避贤路。”不过，在复杂的宫廷斗争中，仁宗一直视李孟为亲信，并十分欣赏他的治国之术。仁宗拒绝李孟的请求，并安慰道：“朕在位，必卿在中书，朕与卿相与终始，自今其勿复言。”仁宗赐爵李孟为秦国公，亲自授以印章，命学士院降制。在仁宗未即位前，尝因公所自号，命集贤大学士王颙书“秋谷”两大字，并盖上自己的玉玺赐给李孟。此时，仁宗命绘工画其像，又敕词臣作画像赞。每次李孟朝见，仁宗必赐坐。交谈之时，仁宗常称呼李孟的字而不直呼其名，可见李孟受到的礼遇之高。仁宗尝语近臣曰：“道复以道德相朕，致天下蒙泽。”并赐李孟钞十万贯，营建私邸。李孟辞曰：“臣布衣际遇，所望于陛下者，非富贵之谓也。”对仁宗的赏赐皆辞不受。
皇庆元年正月，仁宗授李孟翰林学士承旨，知制诰兼修国史，仍平章政事。不久，李孟以归葬父母于潞州先茔为由，请求离职，仁宗为之饯行，说道：“事讫，宜速还，毋久留，孤朕所望！”同年十二月，李孟入朝，仁宗甚为高兴，对李孟大加慰劳。不过李孟还是请求辞官，仁宗婉拒了李孟的请求，但鉴于李孟的坚决态度，命李孟以平章政事议中书省事，承旨翰林。到皇庆二年夏，李孟连续三次上奏，请求归还国公之印，仁宗最后只好勉强同意。
仁宗每次与李孟谈论用人之道，李孟又常建言恢复科举制，谓“人材所出，固非一途，然汉、唐、宋、金，科举得人为盛。今欲兴天下之贤能，如以科举取之，犹胜于多门而进，然必先德行、经术而后文辞，乃可得真材也”。仁宗最终同意李孟的意见，下诏行科举。此后，延祐元年十二月，仁宗复拜李孟为平章政事。二年春，命知贡举，及廷策进士，又命为监试官。七月，进金紫光禄大夫、上柱国，改封韩国公，任职如故。不久，李孟以年老有病为由再次请求辞官，仁宗不得已，同意了李孟的请求，但仍任命他为翰林学士承旨，李孟也常可以与仁宗共同宴饮，受到了极高的礼遇。
延祐七年，仁宗崩，英宗初立，权臣太师铁木迭儿复为丞相。由于李孟曾经不愿归附铁木迭儿，铁木迭儿向英宗进谗言，诽谤诬陷李孟，结果英宗下诏，“尽收前后封拜制命，降授集贤侍讲学士、嘉议大夫”。铁木迭儿认为李孟必然会辞而不受，正好可以再次借机中伤李孟，不料李孟欣然拜命，毫无怨言。当时翰林学士刘赓前来慰问李孟，李孟即与之同入集贤院。宣徽使上奏英宗，李孟今天担任的这一职务，按照旧例皇帝应该赐酒给他。英宗对李孟的行为颇为惊诧，他说：李孟怎么能愿意降尊到集贤院任职呢？时铁木迭儿子八尔吉思正在英宗旁边，英宗对八尔吉思说道：“尔辈谓彼不肯为是官，今定何如！”结果铁木迭儿等人的阴谋没有得逞。
李孟曾对人讲：“老臣待罪中书，无补于国，圣恩宽宥，不夺其禄，今老矣，其何以报称！”英宗听到李孟的言论后开始敬佩李孟，对李孟也有所开恩。至治元年（1321），李孟辞世，御史台官员屡次上书为李孟申辩，英宗最终下诏予以平反。至治年间，赠旧学同德翊戴辅治功臣、太保、仪同三司、上柱国，追封魏国公，谥文忠。
李孟胸怀开阔，才能过人，三次任职中书省，洞悉民间疾苦，知无不言，在议论时政之时，引古证今，表述准确得当。他善于发现和重用人才，对于发现的贤能之才，不管贵贱，他都予以提拔。他生活简朴，“退居一室，萧然如布衣”。故时人云：“皇庆、延祐之世，每一政之缪，人必以为铁木迭儿所为；一令之善，必归之于孟焉。”
诚如前述，李孟也有其圆滑的一面，他曾参与了一些中书省官员打压御史台的行动。一年大旱，庄稼没有收成，御史台臣奏言云：一定朝中奸臣当道，民间多冤狱，从而“感伤和气所致”。仁宗下旨举行御前会议讨论此事。中书省平章政事李孟认为，此事应该由自己负责，愿意辞官让贤。另一名平章政事忽都不丁则说，御史台臣应该负有主要责任。而平章刘正则说，御史台、中书省本是一家，应该同心同德治理国家，所谓“台省一家，当同心献替，择善而行，岂容分异耶！”应该说刘正的说法是颇为公允客观的。不料李孟竟然不同意刘正的意见，转而支持忽都不丁所言。李孟这样做显然有着打击御史台的意图。另有一次，中书省右丞相铁木迭儿传旨，各地监察机构廉访司的职权太大，经常判案有误，自今不许独立处理六品以下的官员。中书省平章忽都不丁、李孟都赞同这一规定，并准备推行之，只有刘正奏言反对，认为需要做的是认真遴选合格的廉访司官员，而不是更改现有的法律制度。最终这项动议因为刘正的反对而作罢。（《元史》卷一百七十五《李孟传》；《元史》卷二十四、二十五、二十六《仁宗本纪》；《元史》卷一百七十六《刘正传》；《金华黄先生文集》卷二十三《元故翰林学士承旨中书平章政事李公行状》）
