清光緒二十年（1894），孟步云鄉(xiāng)試中舉。之后，他聯(lián)絡(luò)有志之士，在祁縣城內(nèi)成立了天足禹會(huì)，自任會(huì)長(zhǎng)，革除封建陋習(xí)，宣傳婦女天足，使不少纏足的婦女得以解放。光緒三十一年（1905）在隰州任學(xué)正時(shí)，創(chuàng)立全省每一所州立女子學(xué)堂，規(guī)定只收未纏足幼女，并自做表率，先由家屬做起，讓妻放足后任學(xué)堂教習(xí)， 女石蘭以自然天足率先報(bào)名入校。隰州為偏僻之區(qū)，敢開天下之先，時(shí)人莫不贊其膽識(shí)。光緒三十三年（1907），步云奉調(diào)山西省農(nóng)林學(xué)堂任算學(xué)教習(xí)，仍不改初衷，以倡導(dǎo)婦女解放天足為己任，奔走呼吁，聯(lián)合社會(huì)進(jìn)步力量，成立了“山西省婦女天足總會(huì)”，并在鄉(xiāng)梓富室的襄贊下，自籌經(jīng)費(fèi)，于省城創(chuàng)辦了山西省第一所女子速成師范（1909）（今太原第一、第二外國(guó)語(yǔ)學(xué)校）及第一所私立光華女子小學(xué)（1907）（今五一路小學(xué)）各一班，自任校長(zhǎng)。

民國(guó)21年（1932），孟步云于北平病逝。

這些與封建世道相悖的行動(dòng)，遭到保守勢(shì)力的群起攻擊。他正義凜然，泰然處之，堅(jiān)持辦學(xué)，毫不退縮，雖歷經(jīng)艱辛，終為社會(huì)首肯。1910年，山西省教育總署任命孟步云先生為“太原官立女子師范學(xué)堂”校長(zhǎng)并組織籌建（現(xiàn)在太原市上馬街留存校門遺址）民國(guó)七年（1918），女子小學(xué)改為公立女校，十四年（1925）增設(shè)初中班，十六年（1927）于開化寺附設(shè)女子政法習(xí)院，二十年（1931）經(jīng)國(guó)民政府教育部核準(zhǔn)，正式命名為太原光華女子中學(xué)。該校從清末建校，由私立到公辦，由初小到中學(xué)，直至七七事變被迫撤離解散，均由孟氏父女執(zhí)掌校務(wù)，先后三十年，桃李滿天下，為國(guó)家培育了不少巾幗英才。

孟步云還于清宣統(tǒng)元年（1909）在祁縣創(chuàng)辦了縣立女子兩級(jí)小學(xué)，一直堅(jiān)持到日軍入侵時(shí)結(jié)束。同時(shí)，他多次向縣政府呈請(qǐng)要求從地方經(jīng)費(fèi)中撥款，補(bǔ)助在省學(xué)習(xí)的祁縣籍大學(xué)、女師學(xué)子。并自籌經(jīng)費(fèi)購(gòu)得民宅，成立留省學(xué)生會(huì)館，以解決祁縣在省城攻讀學(xué)生的住宿問(wèn)題。

孟步云為婦女解放事業(yè)奔走呼吁，為興學(xué)育人嘔心瀝血，是20世紀(jì)初著名的婦女解放運(yùn)動(dòng)的先行者、教育家。

此外，他還精于天文、歷算，發(fā)明了際準(zhǔn)星座測(cè)時(shí)法，并著有《天文圖表詳解》、《北天一覽時(shí)表》、《北天時(shí)表淺釋》、《中天時(shí)表》、《南天時(shí)表》、《通用天表圖說(shuō)》、《北極表淺說(shuō)》、《數(shù)學(xué)簡(jiǎn)便歌訣》等多種專著。