1908年12月9日，孟小冬出生于上海民國路同慶街觀盛里（今人民路觀盛里），乳名若蘭，本名令輝。因為生在冬月的16日，所以她取名為小冬。

她出身梨園世家，自小就耳濡目染。1912年，開始隨父在家練功，學習老生唱段。1914年，隨父赴無錫、南京、濟南等地演出，扮演娃娃生。

1915年，拜孫派老生姑父仇月祥為師，學唱老生，父親囑咐其不許入旦行。

孟小冬本身對于戲劇就有著十足的天分，再加上自小就開始練，她的戲曲未來實在是讓人期待。在這種嚴厲的教導下，孟小冬練的基本功十分地扎實，為將來成就打下了基礎。

1916年秋，首次在上海登台堂會戲《烏盆記》（后半出）。

1919年3月9月至5月15日，在師傅仇月祥、父親孟鴻群帶領下，首次赴無錫正式演出營業戲，首演劇目為《捉放曹》，掛牌時用藝名孟筱冬。同時，加盟上海大世界游樂場乾坤大京班，成為正式演員。

1920年，在乾坤大京班演出至11月合同期滿為止。12月14日，正式搭班黃金榮開設的共舞台，將藝名孟筱冬改為孟小冬，接替露蘭春在連台本戲中擔任主演

1925年春，隨白玉昆戲班抵達天津，于新民大戲院演出，與白玉昆、趙美英并掛頭牌，合演了《武家坡》《烏龍院》《汾河灣》等劇目。18歲的時候孟小冬來到了北京，她從這時開始被捧上了神壇。

與梅蘭芳、楊小樓共同演出了《霸王別姬》，而孟小冬和另外一個叫裘桂仙演的《上天台》就排在了倒數第三的位置。幾乎就和這些大軸平起平坐了。

1927年，經馮耿光等人撮合，孟小冬與梅蘭芳在馮耿光府結婚，對外保密，由此脫離舞台。

可惜的是，當時的梅蘭芳已經娶了一個妻子，名字是福芝芳。當時享有盛譽的孟小冬可以說是下嫁給了梅蘭芳。所謂兼挑之妻，只是說得好聽，根本沒有做到跟福芝芳同一地位。

這也導致孟小冬甚至進不了梅家的家門，只能居住在外面。并且他還想要讓孟小冬不再登台演出。要知道此時的孟小冬初露頭角，未來可期，她的戲曲人生將是一片輝煌。

粉絲李志剛得知了梅蘭芳和孟小冬結婚，熱血上頭拿著槍就想要去找梅蘭芳，結果誤殺其友。

1930年8月5日，因梅蘭芳祧母（伯母，梅雨田妻子）去世，梅蘭芳回北京奔喪，孟小冬也到梅宅，準備以兒媳身份為婆婆奔喪吊孝，卻被梅蘭芳妻子福芝芳阻攔。梅蘭芳勸解倆人不成，只能請孟小冬的舅父將孟小冬勸回。

孟小冬因此事與梅蘭芳失和，離開北京，回到天津，在一詹姓宅中，隨女主人吃齋念佛。

孟小冬對梅蘭芳徹底地失望，于是提出了失婚。雖然后面梅蘭芳還努力地試著想要挽回這段感情。1931年7月正式提出與梅蘭芳分手，結束了這段當時被稱作絕配的婚姻。

孟小冬脫離家庭關系，返回天津，繼續在詹宅吃齋念佛。

1933年9月5日，在天津《大公報》發表「緊急啟事」，說明其與梅蘭芳的關系，連載3天，隨后正式重返舞台。

1937年應上海黃金大戲院之邀遷址開張剪彩，杜月笙四夫人姚玉蘭將其留在身邊，同住在姚玉蘭處18層公寓（今錦江飯店），由此孟小冬與杜月笙開始有了接觸；11月，日寇占領上海，杜月笙與姚玉蘭逃往香港，孟小冬回到北京。

1938年，經杜月笙的賬房黃國棟在上海聯絡，孟小冬曾往香港九龍，與杜月笙、姚玉蘭相聚數月，后經上海返回北京

同時在北京泰豐樓，孟小冬正式拜余叔巖為師 。余叔巖每天傍晚才起床，所以孟小冬每天下午請余叔巖的琴師王瑞芝給她吊嗓練唱，然后在晚7時左右到余府學戲，至凌晨下課返家。在北京新新戲院進行了拜師后的首次公演，演唱了余叔巖親授的劇目《洪羊洞》。

1943年5月19日，余叔巖因病去世。此后，孟小冬隱居北京。

1945年，為慶祝抗戰勝利，與程硯秋在廣播電台合唱劇目《武家坡》，但因病體力不支，只唱了一句西皮導板「一馬離了西涼界」。

1945年9月，杜月笙先行返回上海，讓賬房黃國棟寫信給孟小冬，催其南下 [7] 。

孟小冬接信後來到上海，與杜月笙同住在18層公寓。

1946年約5月，孟小冬返京探母；12月北京各界為慶祝抗戰勝利，在懷仁堂開堂會戲，孟小冬與李世芳合演了劇目《武家坡》。

1948年下半年，平津戰役打響，杜月笙派人將孟小冬接到上海 。4月27日，與杜月笙、姚玉蘭遷居香港，住在堅尼地18號。1950年秋，與杜月笙在香港舉行婚禮。

雖然這個杜月笙家中也有妻子，并且還有好幾個姨太太，但是杜月笙一心一意地對孟小冬好。不僅支持孟小冬繼續登台演出，而且出手也十分大方，只要是孟小冬想要的他都盡全力捧到她面前送給她。

1951年8月16日，杜月笙病逝，孟小冬分得遺產2萬美金；與姚玉蘭失和，搬出堅尼地18號，遷居銅鑼灣使館大廈公寓，深居簡出。

1964年，遷居北角繼園台5號 ，平時居家休養，練習太極拳。1967年春，與遷居台灣的姚玉蘭通長途電話，兩人重歸于好；9月，受姚玉蘭之邀請，乘安慶輪移居台灣，隨后到台北定居。