他自幼家贫,只读过几年私塾。16岁闯关东,在东北爱辉县(今黑龙江省黑河市)“双盒盛”商号做学徒,后转入当地“全兴瑞”商号当店员、栏柜头。学徒期间,由于陈孟元少年老成持重,勤奋好学,善于揣度顾客的心理,获得了店主的赏识。不久,他被派往俄国西伯利亚伊尔库茨克,负责批发花布等业务。
1929年,陈孟元经办商业已有17个年头。17年的经历,使他认识到中国国力孱弱在于工业落后,欲增强国力,必走工业兴国之路。他看到沈阳印刷业全由日本、英国人经营,又想到自己在哈尔滨时曾印刷、营销过纸牌,有一定印刷经验,决定在沈阳开办聚丰福印刷厂,印刷纸牌。当时,沈阳的印刷工艺多为凸版印刷。这种工艺投资少,易于掌握,但效率低、质量差。陈孟元意识到,要在竞争中取胜,设备一定要先进。这时,陈孟元选用了世界上先进的平板印刷工艺技术后,印刷出了质地坚固、精美耐用的纸牌。不逾几年,赚得大利,工厂进一步扩建,建了分厂。工厂的业务除了印刷纸牌外,还承印纸烟、食品、纺织等行业的彩色商标,在当地具有相当高的声誉。
1932年,陈孟元又在沈阳创办“太阳烟草公司”,他钻研技术,改进操作,香烟质量不断提高,迫使英国卷烟连连降价,与垄断东北卷烟市场的英国“大英烟草公司”抗衡。1934年8月,陈孟元在青岛开办“阳本印染厂”,并迅速发展成为大型印染厂。1938年,日军侵占青岛,强占“阳本印染厂”,并到处寻找陈孟元,他只好潜避沈阳。抗战胜利后,印染厂被收回。土改后,陈孟元曾向家乡前朱石村捐赠黄金,以发展生产。
1945年抗战胜利后至1949年6月青岛解放时,陈孟元支持工人护厂队保卫工厂免遭破坏,迎接解放军进城,并将大宗布匹批发给新成立的国营商业公司,货款全部存人北海银行,以协助人民政府稳定市场。1950年,陈孟元响应政府号召,拿出所存黄金用于扩建厂房发展生产,成为青岛市较大的私营企业。
抗美援朝战争爆发,陈孟元带头捐献飞机1架。1951年,陈孟元又为家乡创办掖县师范学校捐资1亿元人民币。1963年12月21日,陈孟元在青岛病逝。