元孝矩，河南洛阳人。
祖父元修义，父亲元子均，都是西魏的尚书仆射。
在西魏时，孝矩袭爵为始平县公，授为南丰州刺史。
当时周太祖专权，将危及西魏元氏天下，孝矩常常慨然有兴复国家的壮志，私下里对众兄弟们说：“过去汉代有诸吕之变，朱虚、东牟最终安定了刘家天下。
现在宇文氏的心，连过路人都知道。
国家要完了，还不快扶持，还要我们这些宗室干什么？我们将要对付他。”被他兄长元则阻止，孝矩才作罢。
此后，周太祖为他兄长之子晋公宇文护娶元孝矩的妹妹为妻。
夫妻感情很好。
到北周孝闵帝受西魏禅让后，宇文护总理万机，元孝矩更加得宠。
宇文护被杀后，元孝矩坐罪流放到蜀。
几年后，调回京师，授为益州总管司马，转任司宪大夫。
隋高祖很看重元孝矩的门第，娶他女儿为房陵王的王妃。
高祖为北周丞相后，授他为少冢宰，进位为柱国，赐爵为洵阳郡公。
当时房陵王杨勇镇守洛阳，到高祖受北周禅让时，立为皇太子，令孝矩代太子镇守洛阳。
继而立他女儿为皇太子妃，对他更加亲近礼遇。
不久授他为寿州总管，赐他盖有玉玺的书信说：“扬州、越州一带，阴阳相侵，侵犯边疆，争夺桑叶，大动干戈，不识大体。
因你心怀远略，所以让你镇守那里，请依礼怀柔，以符合我的心意。”当时陈国将领任蛮奴等人屡次进犯江北，于是又以元孝矩兼任行军总管，驻兵于江上。
几年后，他自因年老，筋力渐衰，不堪军务，上表请求退休。
转任泾州刺史。
高祖下书说：“我知道你执意谦恭，因请求回到故里，我当天子，实在要靠你们这些元勋。
正想委以重任，怎能让你这么早就赋闲，独自一个当谦谦君子呢？你若以为边境军务繁杂，就应迁到泾郡去，为我养德卧治泾州。”在泾州一年多，在官任上去世，时年五十九岁。
谥号叫“简”。
他儿子元无竭继承爵禄。