2013年,孟子义考入北京电影学院表演系。入学之初,同学将她的生活照传到微博上参加“谁是北电校花”的投票活动,最终孟子义凭借清新形象当选北影校花,并开始受到关注。
孟子义写真2014年,孟子义参与拍摄个人首部电视剧《武神赵子龙》,在剧中饰演与女主角林允儿情同姐妹的贴身侍女石砚,这是她首次触电荧屏。2016年4月15日,孟子义同《武神赵子龙》剧组参与录制爱奇艺自制明星通告类综艺节目《大牌对王牌》。8月22日,孟子义与殷桃、于震合作主演的反腐涉案剧《人民检察官》在央视一套播出,她在剧中饰演时髦又充满智慧的女检察官周雯雯。8月底,孟子义确认加盟都市情感剧《何所冬暖,何所夏凉》,饰演为爱痴狂的名门千金杨亚俐。10月,参加湖南卫视真人秀《一年级·毕业季》。同年,她与钟汉良、马天宇、孙怡共同出演改编自乐小米同名小说的现代情感剧《凉生,我们可不可以不忧伤》,饰演爱执着的宁未央。2017年1月9日,孟子义联合李一桐、杨旭文等主演的古装武侠剧《射雕英雄传》正式播出,她在剧中饰演了外柔内刚、温婉痴情的穆念慈;4月,孟子义主演的轻喜剧《内衣先生》正式开机,她在剧中饰演内衣公司职场新人萌萌;同年10月,孟子义出演古装玄幻剧《将夜》,在剧中饰演外冷内热、勇敢果断的独立女性叶红鱼一角;11月,搭档徐海乔出演《那抹属于我的星光》中饰演苏颜。2019年6月27日,主演的古装仙侠剧《陈情令》在腾讯视频播出,孟子义在剧中饰演温情;10月12日,参加青春体娱跨界类型节目《超新星全运会第二季》。2020年1月1日,与王阳明、李燊等主演的都市青春励志大剧《我不是购物狂》开播,在剧中饰演突遭家庭变故的落难千金高杨。《武神赵子龙》剧照《检察官》剧照《凉生,我们可不可以不忧伤》剧照《射雕英雄传》剧照