孟森字莼生（又作莼孙），号心史，江苏阳湖人，生于1868年（一说1869年）。幼有清狂之名，但不得志。1891年与其胞弟孟昭常一同参加乡试，昭常中举，他却落第。1898年以后执教于上海南洋公学和南菁书院。
1903年8月，孟森受聘于广西边防事务督办郑孝胥为记室，被待以上宾之礼。1905年广西边防事务督办裁撤，孟森回到上海，并受郑孝胥资助，与弟孟昭常同赴日本，入法政大学速成科学习。留学期间，他进一步接受了西方近代学术文化和社会政治经济思想的影响，与孟昭常等人发起成立法政学交通社，以研究法政，交换知识，提倡社会为宗旨。同时加入沈其昌所组织的法政学报社，在《法政学报》上刊载了他转译的英国呼伦克氏著《比较英德法美行政法》，在《法政学交通社杂志》刊载了他翻译的日人齐藤隆夫所著的《比较国会论》。
1907年4月，孟森毕业回国，加入预备立宪公会。1908年2月该会创办半月刊《预备立宪公会报》，他为编辑之一。同年12月，当选为预备立宪公会董事。1911年2月仍当选为董事。他编著的《咨议局章程讲义》和《城镇乡地方自治事宜详解》两种通俗读物，都畅销一时，还与杜亚泉合编了《咨议局章程笺释》。
1908年，预备立宪公会为发动确定召集国会年限的运动，成立了国会研究所，推举孟森等人调查各国议院制度。针对某些人所说议员选举必须在户籍法和税法颁布之后，始能定当选名额和个人财产，现在不能速开国会的论调，5月，他发表《论中国今日有可以速开国会之理由》一文，加以驳斥。他说，抛开人民参政可以救亡的大前提不谈，仅就国会组织本身来看，现在我国已决定成立资政院，这不是一个正式的议院，但以后可以逐年变成正式的议院，这在世界历史上并不乏先例。若谓一组织即可终古，“此乃是向来墨守成法之宗旨，绝非今日进步改良之理想”。英国的国会是由地方代表主义渐变为人口比例主义的，我国按人口比例难以选出代表，也可以选出地方代表组成议院。人民程度不齐，不能实行普选，可用制限选举；税法虽然未定，各州县额征之数皆有据可查。不能用直接选举，可以用间接选举。
7月，孟森得知宪政编查馆人员条陈开设国会年限有五六年、七八年或十余、二十年之说，马上指出，国会好坏完全视国民程度高下，“故有程度不及他国国会之国会，断无程度不及己国国会之国民”。评论国会好坏是有国会以后的事，现在不为救祸眉睫之计，而争国会好坏，动辄拿调查户口和财产困难，不易选举，去估计开设国会之年限，“其实皆阻挠之策也”。
8月，孟森受聘出任上海商务印书馆创办的《东方杂志》主编。该杂志不仅是个综合性的刊物，而且还转载其他报刊的重要文章，可谓“杂志的杂志”，在全国知识界影响巨大。孟森接手主持其事后，马上调整栏目，专论、专著作者开始署名，版权页上也署编辑的姓名，通过这次改良，令人耳目一新。当时正值清政府预备立宪，他也积极从事立宪运动，又特辟“宪政篇”专栏，专门刊登有关宪政的大事和评论，大力鼓吹。并在“宪政篇”专栏中将政府逐年筹备事宜按年胪列以为纲，“而按月汇其成绩，为吾士民奖其及格者，而督促其迟回不遽进者”，提供方便，尤为时人所重视。1908年8月各省代表到京请愿确定召开国会年限，宪政公会的负责人杨度劝代表不要过激。孟森对此评论说：“宪政公会之欢迎代表，而又以运动过激，恐生阻力，吹散继起者。……政党视政府之意为前却，亦恐非会约。”对于考察宪政大臣于式枚所云“不立宪亦有善政”，阴加阻挠宪政，他驳斥道：“立宪以后，立法在民，民自以其所公便者扶植国家，以行吾自定之法，南面者恭己无为，乃为极治。”
同年11月光绪皇帝和慈禧太后相继逝世，并发布了遗诏。孟森读后，大为感动，写道：“敬听斯言，若犹是不自外于名教，知以继志述事为勖者，其孰不踊跃筹备，俾九年之限万无或逾，并各矢血诚，以冀筹办各事宜不待九年而集事，立宪早颁布一日，在天之灵即早慰一日乎？……吾士民于号恸擗踊之余，思所以效涓埃之报者，不竭力于筹备事宜以自尽，其又奚道之从耶？”但他认为，筹备宪政不能仅看政府发布的文书，必须由社会进行监督，方有实效。
年底，预备立宪公会开办法政讲习所，招收各省学员，孟森担任讲授咨议局章程。
1909年，孟森曾任常州府自治筹办处参议员，参与发起咨议局议员旅沪同志预备会，当选为咨议局议员。10月咨议局成立，议长张謇聘其为书记长。
1908年7月，资政院筹备公所奏准资政院章程的前两章条文，规定钦选议员共一百三十人，各省互选议员为本省咨议局议员总数的十分之一。依照全国咨议局议员总数计算，应出互选议员一百六十七人，这种分配是有利于互选议员的。1909年8月正式颁布的《资政院章程》对其进行了修改，规定钦选、互选议员均为一百人。对此，孟森极为不满，分析道：钦选、民选议员各百人，意在取其持平。然以全院计，钦选议员外加钦派之总裁、副总裁，总数就比民选议员多出四人。即使议长仅于可否同数时才能参加意见，但多出副议长二人，表决仍是“钦选恒胜”。再者，咨议局争执事件一到资政院，本省的议员均要回避，这一来民选议员更少。而钦选议员之中，世爵宗室等四十八人，大抵利害与人民无关，盲从盲决。就章程而论，对于各省最无益。若以全体名义强使人民承诺义务，更有大害。如此规定名额，实“为以官压民”。
1910年全国第一次国会请愿之后，一些官员谓人民程度不齐，拒绝请愿。针对这种观点，孟森愤怒地写道：“试问立宪国之人民与专制国之官长，责任孰重？吾民至程度不足为立宪国人民，肉食者乃自命为远胜立宪国之官长，一以专制行之，而可以存立于万国竞争之会，何其傎也”！其甚者，竟举国内个别无秩序之事实，以为程度不足之证明。“岂知程度之为程度，非可指少数奸慝以概其余，作奸犯科之民，何国蔑有”？然而，“官不自愧，不曰己之窟穴难破，转曰民之程度难齐。夫程度齐则吾国必有四万万内阁总理，四万万国会议员。此岂先朝毅然立宪之本意哉！悬一筹备宪政清单，曰筹备完成而后予尔国会。有人言曰：有国会而后有筹备，有筹备而后有完成，此天下之公论也。倒果为因，曰得瓜而后种瓜，得豆而后种豆，以此为阳予阴夺之妙用，使两年以来之宪政篇，皆成竹头木屑之琐琐也固宜。”
第二次国会请愿上书之前，孟森见“籍无论旗汉，居无论国内国外，业无论商学，咸知以国会为生命，宗旨各有所在，而悉以国会为集中”，大为欣喜，说：“民情大可见矣”。
８月，孟森出席第一届咨议局联合会，当选为审查长，为提出的议案做了许多工作。
孟森在立宪派人士中是比较温和的一个，1910年11月清廷发布召开国会年限缩短三年的上谕后，他没有再主张继续要求缩短，而是追随在议长张謇之后，向资政院发电叩贺庆祝。
1911年10月辛亥革命爆发不久，孟森就放弃君主立宪主张，赞成共和。中华民国成立，曾任统一党总务员。1912年5月统一党合并到共和党，当选为干事。1913年当选为国会众议院议员、宪法起草委员。后见袁世凯取消加入国民党的议员资格，造成国会不足法定人数无法开议，毅然南下。1916年8月国会恢复，仍任众议院议员。1917年6月国会第二次被解散，他南下广州护法，参加“非常国会”。1922年后除一度出任江苏省民政厅秘书主任外，完全脱离了政治，从事史学研究与著述。1931年受聘为北京大学历史系教授，为清史研究作出了杰出的贡献。1938年病逝。著有《明元清系通记》、《清史讲义》、《八旗制度考实》等。
