元孝矩，河南洛陽人。
祖父元修義，父親元子均，都是西魏的尚書僕射。
在西魏時，孝矩襲爵為始平縣公，授為南豐州刺史。
當時周太祖專權，將危及西魏元氏天下，孝矩常常慨然有興復國家的壯志，私下裡對眾兄弟們說：「過去漢代有諸呂之變，朱虛、東牟最終安定了劉家天下。
現在宇文氏的心，連過路人都知道。
國家要完了，還不快扶持，還要我們這些宗室幹什麼？我們將要對付他。」被他兄長元則阻止，孝矩才作罷。
此後，周太祖為他兄長之子晉公宇文護娶元孝矩的妹妹為妻。
夫妻感情很好。
到北周孝閔帝受西魏禪讓後，宇文護總理萬機，元孝矩更加得寵。
宇文護被殺後，元孝矩坐罪流放到蜀。
幾年後，調回京師，授為益州總管司馬，轉任司憲大夫。
隋高祖很看重元孝矩的門第，娶他女兒為房陵王的王妃。
高祖為北周丞相後，授他為少塚宰，進位為柱國，賜爵為洵陽郡公。
當時房陵王楊勇鎮守洛陽，到高祖受北周禪讓時，立為皇太子，令孝矩代太子鎮守洛陽。
繼而立他女兒為皇太子妃，對他更加親近禮遇。
不久授他為壽州總管，賜他蓋有玉璽的書信說：「揚州、越州一帶，陰陽相侵，侵犯邊疆，爭奪桑葉，大動干戈，不識大體。
因你心懷遠略，所以讓你鎮守那裡，請依禮懷柔，以符合我的心意。」當時陳國將領任蠻奴等人屢次進犯江北，於是又以元孝矩兼任行軍總管，駐兵於江上。
幾年後，他自因年老，筋力漸衰，不堪軍務，上表請求退休。
轉任涇州刺史。
高祖下書說：「我知道你執意謙恭，因請求回到故里，我當天子，實在要靠你們這些元勳。
正想委以重任，怎能讓你這麼早就賦閒，獨自一個當謙謙君子呢？你若以為邊境軍務繁雜，就應遷到涇郡去，為我養德臥治涇州。」在涇州一年多，在官任上去世，時年五十九歲。
謚號叫「簡」。
他兒子元無竭繼承爵祿。