光緒十六年(1890)其表兄魏瀚任馬尾船廠總監(jiān)工，請高為家庭教師。

時船廠技工多系英、法留學(xué)生，高經(jīng)常和他們交往，大量閱讀西方譯書，讀至建官、設(shè)學(xué)、理財、明刑、訓(xùn)農(nóng)、制兵、通商、勸工諸大政論述后，始悟非效法西方無以自強，遂益潛心研討時。

光緒二十二年，隨長兄鳳岐幫助杭州知府林啟(迪臣，福州人)創(chuàng)辦“求是書院”和“蠶業(yè)學(xué)�！�，時值康有為、梁啟超等人提倡變法維新，夢旦十分贊成，在教學(xué)余暇作《議廢除跪拜逸事論》，署名“崇有”，投稿登于《時務(wù)報》，受到梁啟超贊賞，結(jié)成忘年交。

他講究新政新法養(yǎng)蠶，蠶業(yè)學(xué)校辦得很有成績。

光緒二十八年，求是書院擴展為浙江大學(xué)堂，鳳岐為總教習(xí)，夢旦為教習(xí)。翌年，浙江大學(xué)堂選派學(xué)生赴日本進修，夢旦任留學(xué)監(jiān)督，乘便考察日本明治維新后政治、文化、教育諸設(shè)施。是時梁啟超也在日本，夢旦出示他根據(jù)宋沈括在《夢溪筆談》中關(guān)于更改歷法的倡議，改寫成的《改歷私議》舊稿，梁看后認為，《十三月新歷法》是近代世界改歷的一種新學(xué)說，將它刊登于《新民叢報》。同年冬，夢旦回國，與上海商務(wù)印書館編譯所所長張元濟談到日本之所以興盛，乃得力于重視教育，而辦教育又要以小學(xué)為基礎(chǔ)，因此編寫小學(xué)教科書實為當(dāng)務(wù)之急。張元濟聘夢旦入館任編譯所國文部部長，后繼任編譯所所長。

夢旦接任后，大力擴展編譯業(yè)務(wù)，多方延聘人才，依據(jù)頒定的學(xué)制，分科編輯中、小學(xué)和師范學(xué)校的教科書，并相繼出版。編譯所最盛時下設(shè)二十多部，職工多達數(shù)百人，成為國內(nèi)規(guī)模最完備、影響最大的編譯單位。夢旦在編撰課本的過程中，再次感到漢字筆畫結(jié)構(gòu)過繁，不易認不易寫，很難普及，曾就其形體繁簡異同進行比較，評定優(yōu)劣，試行取舍，進而與勞乃宣、王照二人研究漢字改革方案。

在編寫字書、詞書的同時，決心革新《康熙字典》用部首偏旁檢字的方法。經(jīng)過長時間的苦思冥想，他根據(jù)漢字以形為主的特點，就舊字典所列214個部首，把形體相近的合并為80個部首，確定了它們上下左右的部屬，成為后來“四角號碼”的雛形。

民國8年(1919)，“五四”運動爆發(fā)，夢旦年已五十，他謙虛地認為：“時局日益革新，編譯工作須適應(yīng)潮流，站在前線，吾將不適于編譯所所長，當(dāng)為公司(指商務(wù)館)覓一適于此職之人以自代�！彼焱婆e王云五接任編譯所所長，自己轉(zhuǎn)任出版部部長，但仍盡力協(xié)助王云五開展工作。

民國13年11月，王云五開始研究漢字號碼檢字法，夢旦積極幫助，把自己苦心鉆研的稿件送他參考，王云五即據(jù)以改進補充，最后完成“四角號碼檢字法”。

民國15年，《四角號碼檢字法》單行本出版，王云五特于書首鄭重聲稱：“高夢旦君為本檢字法附角之發(fā)明者。且對于本檢字法種種問題，為云五解決不少。本檢字法能有現(xiàn)在之成績，多賴高先生之力，謹此志謝！”

民國17年，夢旦以年將六旬，向館方請求辭去出版部部長職務(wù)，他只任董事，而對館務(wù)的關(guān)心仍一如既往，商務(wù)印書館所以成為舊中國規(guī)模最大的編輯出版機構(gòu)，與夢旦的勞瘁是分不開的。

民國25年7月23日，夢旦病逝于上海，享年67歲，葬于虹橋路萬國公墓。

惜才如命的高夢旦

在商務(wù)印書館近代館史中，公認有“兩興”：首興于張元濟，再興于王云五。但在這兩個炫目的名字身后，卻有一個常被人忽略卻又不可或缺的“賢臣”——高夢旦。

“五四”運動后，51歲的高夢旦自認對新學(xué)“所知不多”，主動辭去商務(wù)印書館編譯所所長職務(wù)，并親赴北京，邀請不滿30歲的北大教授胡適前來擔(dān)綱。胡適雖未上任，但推薦了他的老師王云五。

王云五當(dāng)時毫無名氣，懷疑他才能的人，“商務(wù)書館內(nèi)外皆有之”。高夢旦卻用了3個月時間，幫助他熟悉館中各項工作，在王接手后還盡力輔佐。有商務(wù)元老感到不解，高夢旦解釋道：“公司猶國家也。謀國者不可尸位，當(dāng)為國求賢……國方得以長久。”

果不其然，1932年“一·二八”事變，商務(wù)印書館遭日機轟炸，幾成廢墟，王云五僅用半載，便使“商務(wù)”恢復(fù)元氣。

多年后，胡適回憶起這段歷史，說道：“他看中了一個少年書生，就要把畢生經(jīng)營的事業(yè)付托給他：后來又聽信這個少年人的幾句話，就把這件重要的事業(yè)付托給了一個他平素不相識的人。這是老成人為一件大業(yè)求付托人的苦心，這是大政治家謀國的風(fēng)度。”

高夢旦識才，亦愛才如命。他提升青年沈雁冰任《小說月刊》主編，后者卻向他提出3條苛刻要求：一是現(xiàn)存稿子都不能用；二是全部改用五號字；三是館方應(yīng)當(dāng)讓其全權(quán)辦事，不能干涉編輯方針。高夢旦全部應(yīng)允。

民國15年，《四角號碼檢字法》單行本出版