1900年出生在天津，家里有四个哥哥，分别是梅贻琦、梅贻瑞、梅贻琳和梅贻璠。1918年毕业于天津南开中学，1922年清华学校毕业后赴美国习哲学，获欧柏林学院学士学位, 1924年在哈佛大学和哥伦比亚大学进修，1928年获芝加哥大学博士学位，随后在德国科隆大学做一年访问学者。归国后受聘于基督教燕京大学，历任注册课主任、教务处主任、讲师、教授、文学院院长、成都燕京大学代校长。1949年后赴美执教，任美国爱荷华大学东方学教授兼远东中心主任。于1962年，梅氏曾获推荐出任即将成立之香港中文大学校长之位，唯最终落选