父亲李汝成，光禄寺署丞。
叔父李汝华，曾为户部尚书。李梦辰出身富贵，性格清介，喜欢读书。
万历乙卯年中乡试第八，
崇祯戊辰年中
进士，选为
庶吉士。除兵科给事中，后为吏科给事中，清正廉洁，不受请托，后被怨家所参，罢官归里。
流寇攻陷
睢州，李梦辰散尽家财募兵防御，事败被捉，流寇首领仰慕其名，想放他，他说：“身为大臣，世受明恩，不幸被执，纵得生还，何面目复入通汴门乎？”遂自尽，其妻王氏闻夫死，亦自杀。朝廷闻之，诏复原官。
李梦辰，字元居，睢州人。崇祯元年进士。授庶吉士，改兵科给事中，时盗起
陕西省，山东曹、间之盗，道梗三百余里，
河北省有回贼。梦辰历陈其状，请敕将吏急防。五年，上疏言：“中外交讧，秦、晋、齐、鲁多乱，两河居中尤要地。铅硝久市直未偿，漕米岁输累无已，宗禄并征，
南阳市加派，河决岁歉，邮传催科之患百出，民室如悬罄，生计日不支，急难谁肯用命？两河标兵、磁兵，新旧不满七千，一有警，防御何资？今日之务急防河，缮城，备器，练乡兵，治甲胄，尤以收拾人心为本。”帝命所司严饬。六年冬，钜盗尽萃河北。梦辰虑其南犯，请敕河南诸道监司急防渡口，而
巡抚移驻
卫辉市，与
山西省、
保定市二抚臣角急击。帝方下兵部议，贼已从
渑池县潜渡。自是中州郡县无日不告警矣。
累迁本科左给事中。复言：“将骄军悍，邓?、张外嘉之兵弑主而叛，
曹文诏、
艾万年之兵望贼而奔，
尤世威、徐来朝之兵离汛而遁，今者，张全昌、赵光远之兵且倒戈为乱矣。荥泽劫库杀人，偃师列营对垒。且全昌等会剿豫贼，随处逗遛，及中途兵变，全昌竟东行，光远始西向。骄抗如此，安可不重治。”帝颇采其言。进吏科都给事中。
都御史唐世济荐
霍维华，
福建省巡按应喜臣荐周维京，冀并翻逆案。梦辰疏驳之，世济、喜臣皆下吏戍。
寻
太常少卿，累迁至
通政使。坐代人削章奏，贬秩调任。未几，有持金嘱
中书舍人某贿
大学士，求为副都御史者。逻卒廉得之，词连梦辰。帝令梦辰自奏，事得白。然梦辰竟坐是削籍。
十五年春，贼攻
开封市，不克，遂去，陷
西华县，屠陈州，逼
睢州。时州缺正官，梦辰归，即乘城主守。无何，贼从他门入，拥梦辰见
罗汝才。汝才问所欲，曰：“我大臣，但欲死尔。”汝才去，遣其客说降，且进之酒。梦辰覆杯于地，太息起，扼吭而卒。妻王氏，方病，闻之，不食死。