幼得庭训，擅作骈体文，后就读于江阴南菁书院。曾随师
缪荃孙学习版本目录学。清
光绪二十——年(1895年)中秀才。但他认为“科举已成弩末，神州多故，非开径自行．决不足以问世。”光绪二十八年春，在
苏州市从
美国牧师赖昂女士学英文。经与国文反复比较揣摩，懂得中与外有异文而无异理，他将学习心得写成《中英文字比较论》l卷。光绪三十三年进上海商务印书馆编译所，任高级编辑，编辑中小学
教科书。
宣统元年(1909年)，在国文部主编《童话》丛书。同年三月，他参照《泰西五十轶 事》等西欧童话传说，编写《
无猫国》、《大拇指》等儿童读物。这一年，他还写了长达2万余字的《图书馆》一文，倡导图书馆应“注重平民教育，进行图书普及工作，以启迪民智，唤起民众”，连载于
商务印书馆出版的《教育杂志》上，是一篇较早而系统地研究
公共图书馆的文章。后来他陆续主编童话达102种，其中由他自己编写的有77种，从而使
儿童文学成为独立的图书类目。他的作品富有生活情趣，语言优美，图文并茂，深受当时少年儿童的喜爱。著名作家
茅盾、
张天翼、
赵景深、
陈伯吹等，都曾身受感染。茅盾称他为“中国童话的开山祖师”。孙毓修还先后主编出版《少年杂志》、《
少年丛书》。《少年丛书》以浅近的文言，逐本介绍中外名人的传略和轶事。这些读物“记事简明，议论正大，阅之足以增长见识，坚定志气”，深受读者欢迎，有些名人传记一版再版。19l3年他写的《欧美小说丛谈》，也是较早的一部简明欧美文学史。他所译卡本脱的《欧洲游记》开阔了读者的视野；另一本《谦本图旅行记》被教育界采用为地理
教科书。他编写的《梦游：未来世界》抒发了对祖国前途的幢憬。孙毓修笃好版本目录学，著有《永乐大典考》4卷、《事略》2卷，翻译
美国汉学家卡特所著《中国雕版源流考》等。民国4年起，在商务印书馆涵芬楼从事
善本古籍的搜集和鉴定。民国8年主持影印《四部丛刊》，先后出版了《四部丛刊初编》、《四部丛刊续编》、《四部丛刊三编》。为了搜集善本，3年中往来于南京江南图书馆及常熟铁琴铜剑楼不下10余次。撰成《江南阅书记》1卷，详叙本末，以资考证。他还是个藏书家，收藏珍本数万卷。他将收集所及，撰成《重印四部丛刊书录》。 1922年1月22日逝世，终年51岁。