早年曾开旱烟铺，后因经营不善而破产。大革命时期积极参加农民运动，1927年冬加入中国共产党。1928年春，参加平湘岳游击总队，并任班长。同年夏，随部编入中国工农红军红五军第二纵队，任排长，参加了开辟湘鄂赣革命根据地的斗争。1930年8月，吴师孟调到新组建的红十六军工作，先后任军部会计科科长、经理处处长。他办事公道、廉洁奉公、团结同志，使全军的财会和军需物资管理工作井井有条，多次受到上级表彰。1941年新四军重建，任新四军第二师军工部部长，他领导著名技术专家吴运铎在二师建立了相当规模的兵工厂，为抗战作出了杰出贡献。因积劳成疾，1942年8月病逝于盱眙县翟庄。

早年曾开旱烟铺，后因经营不善而破产。大革命时期积极参加农民运动，1927年冬加入中国共产党。1928年春，参加平湘岳游击总队，并任班长。同年夏，随部编入中国工农红军红五军第二纵队，任排长，参加了开辟湘鄂赣革命根据地的斗争。1930年8月，吴师孟调到新组建的红十六军工作，先后任军部会计科科长、经理处处长。他办事公道、廉洁奉公、团结同志，使全军的财会和军需物资管理工作井井有条，多次受到上级表彰。1933年4月，红十六军在江西万载株木桥遭到敌重兵围困。突围中，吴师孟为掩护辎重物资转移，不幸负伤被俘。他忍受了敌人的严刑拷打，只承认自己是为红军送粮的农民，家住平江长寿街，敌人一时无法弄清他的真实身份，只好将他解至长寿街警察所关押起来。不久，吴师孟的家人以80块银元将他保释回家。抗日战争爆发以后，国共合作抗日，傅秋涛领导的湘鄂赣边区的红军游击队在平江嘉义改编为新四军第一支队第一团。与部队久未联系上的吴师孟获悉这一消息后非常高兴，他决定再度入伍，投身抗日战场。1938年1月，吴师孟参加了新四军，不久就随部开赴到抗日前线。1939年春，他被任命为新四军第一支队军需主任，先后负责开办了6期军需培训班，为新四军培训了一批军需人才。1941年1月，国民党顽固派制造皖南事变，吴师孟跟随傅秋涛等人突出重围，到达江北抗日根据地，担任新四军二师供给部部长。后来，被任命为军工部部长。在极其艰苦的条件下，吴师孟带领军工部由盐阜地区来到淮南，在高邮县金沟区平安乡(现属江苏省金湖县)白手起家筹建兵工厂。没有原料，他就带着大家走村串户收购木炭、废铜烂铁、土硝等；没有技术，亲自到他就有技术的老师傅家中虚心求教。用了不长的时间，吴师孟率军工部的同志们终于建起了一个拥有150多名工人，日产子弹2500发、手榴弹600枚、迫击炮弹66发的兵工厂。为此，他受到了新四军军部的嘉奖。然而，因过度操劳，积劳成疾，吴师孟得了严重的肺病，经常咯血。1942年8月，吴师孟因久病无治，在江苏盱眙县不幸殉职，时年43岁。