2013年，孟子義考入北京電影學院表演系。入學之初，同學將她的生活照傳到微博上參加“誰是北電校花”的投票活動，最終孟子義憑借清新形象當選北影校花，并開始受到關注。
孟子義寫真2014年，孟子義參與拍攝個人首部電視劇《武神趙子龍》，在劇中飾演與女主角林允兒情同姐妹的貼身侍女石硯，這是她首次觸電熒屏。2016年4月15日，孟子義同《武神趙子龍》劇組參與錄制愛奇藝自制明星通告類綜藝節目《大牌對王牌》。8月22日，孟子義與殷桃、于震合作主演的反腐涉案劇《人民檢察官》在央視一套播出，她在劇中飾演時髦又充滿智慧的女檢察官周雯雯。8月底，孟子義確認加盟都市情感劇《何所冬暖，何所夏涼》，飾演為愛癡狂的名門千金楊亞俐。10月，參加湖南衛視真人秀《一年級·畢業季》。同年，她與鐘漢良、馬天宇、孫怡共同出演改編自樂小米同名小說的現代情感劇《涼生，我們可不可以不憂傷》，飾演愛執著的寧未央。2017年1月9日，孟子義聯合李一桐、楊旭文等主演的古裝武俠劇《射雕英雄傳》正式播出，她在劇中飾演了外柔內剛、溫婉癡情的穆念慈；4月，孟子義主演的輕喜劇《內衣先生》正式開機，她在劇中飾演內衣公司職場新人萌萌；同年10月，孟子義出演古裝玄幻劇《將夜》，在劇中飾演外冷內熱、勇敢果斷的獨立女性葉紅魚一角；11月，搭檔徐海喬出演《那抹屬于我的星光》中飾演蘇顏。2019年6月27日，主演的古裝仙俠劇《陳情令》在騰訊視頻播出，孟子義在劇中飾演溫情；10月12日，參加青春體娛跨界類型節目《超新星全運會第二季》。2020年1月1日，與王陽明、李燊等主演的都市青春勵志大劇《我不是購物狂》開播，在劇中飾演突遭家庭變故的落難千金高楊。《武神趙子龍》劇照《檢察官》劇照《涼生，我們可不可以不憂傷》劇照《射雕英雄傳》劇照