1949年8月生，山東蓬萊人。1972年7月加入中國共産黨，1969年3月參加工作，研究生學歷，工商管理碩士。

    歷任北京第二汽車製造廠工人、廠團委書記，北京汽車工業公司辦公室幹部，中央浙江省委組織部幹部、省委辦公廳秘書，北京汽車工業總公司團委副書記、書記，共青團北京市委副書記，北京市飯店聯合公司總經理、黨委書記，北京市工商行政管理局局長、黨組書記，1993年2月任北京市副市長，1996年4月任中共北京市委政法委副書記，1998年1月當選為北京市副市長。

    1998年5月至1999年12月任全國人大澳門特別行政區籌委會委員。

    1998年12月任第八屆中共北京市委常委。2002年5月當選為第九屆中共北京市委常委。2002年12月任中共北京市委副書記。2003年1月當選為北京市市長。同年4月，中共中央決定免去孟學農北京市委副書記、常委、委員職務。

    2003年9月任國務院南水北調工程建設委員會辦公室副主任(正部長級)、黨組副書記。

    2007年8月任山西省委委員、常委、副書記。同年9月3日，山西省第十屆人民代表大會常務委員會第三十二次會議決定：孟學農任山西省副省長，代理省長。2008年1月22日，在山西省第十一屆人民代表大會第一次全體會議當選為山西省省長。

    2008年9月，山西省第十一屆人民代表大會常務委員會第五次會議通過了關於接受孟學農辭去山西省省長職務請求的決定。

　　中共第十六屆、十七屆中央委員。