2018年2月24日，全国人民代表大会常务委员会发布公告，河南省人大常委会决定接受孟伟辞去第十二届全国人民代表大会代表职务。依照《中华人民共和国全国人民代表大会和地方各级人民代表大会代表法》的有关规定，孟伟的代表资格终止。依照《中华人民共和国全国人民代表大会和地方各级人民代表大会选举法》的有关规定，孟伟的第十二届全国人民代表大会环境与资源保护委员会副主任委员职务相应终止。

2018年4月4日，据驻生态环境部纪检组消息：经中央纪委批准，中央纪委驻生态环境部纪检组对第十二届全国人大环境与资源保护委员会原副主任委员、中国环境科学研究院原党委副书记、院长孟伟严重违纪问题进行了立案审查。

经查，孟伟违反政治纪律和政治规矩，要求下属报告巡视谈话内容；违反中央八项规定精神，违规出入私人会所；违反组织纪律，利用职权为他人职务晋升提供帮助并收受财物；违反廉洁纪律，收受礼金；违反群众纪律，对群众反映强烈的有关问题长期不解决，造成不良影响。利用职权和职务上的影响为他人谋取利益并收受财物，涉嫌受贿犯罪；滥用职权，违规转让股权造成国有资产巨额损失，涉嫌滥用职权犯罪。

孟伟身为党员领导干部、中国工程院院士，国家水体污染控制与治理科技重大专项技术总师，丧失理想信念，背弃科学道德，毫无家国情怀，严重违反党的纪律，并涉嫌违法犯罪，且在党的十八大后不知止、不收敛、不收手，性质恶劣、情节严重。孟伟政治蜕变，经济贪婪，从一名环境保护工作者沦为政治生态、自然生态的“污染源”，在生态环境保护领域和科技界造成了严重恶劣影响。依据《中国共产党纪律处分条例》、《事业单位工作人员处分暂行条例》等有关规定，决定给予孟伟开除党籍、开除公职处分；收缴其违纪所得；将其涉嫌犯罪问题、线索及涉案款物移送有关国家机关依法处理。

2018年11月，全国人大环境与资源保护委员会原副主任委员、中国环境科学研究院原院长孟伟（正厅级）涉嫌受贿罪一案，经最高人民检察院指定管辖，由徐州市人民检察院向徐州市中级人民法院提起公诉。

检察机关在审查起诉阶段，依法告知了被告人孟伟享有的诉讼权利，并依法讯问了被告人孟伟，听取了其委托的辩护人的意见。检察机关起诉书指控：2003年至2017年，孟伟利用担任全国人大环资委副主任委员、中国环科院院长等职务上的便利以及本人职权、地位形成的便利条件，通过其他国家工作人员职务上的行为，为有关单位和个人在参与国家科研课题、承接环境治理工程项目、公司经营等事项上谋取利益，非法收受他人财物，数额特别巨大，依法应当以受贿罪追究其刑事责任。

2019年6月28日，江苏省徐州市中级人民法院一审公开开庭审理了全国人大环境与资源保护委员会原副主任委员孟伟受贿一案。

徐州市人民检察院指控：2003年至2017年，被告人孟伟利用担任中国环境科学研究院院长、全国人大环境与资源保护委员会副主任委员等职务上的便利以及职权、地位形成的便利条件，为有关单位和个人在参与国家科研课题、承接环境治理工程项目、公司经营等事项上谋取利益，非法收受上述单位及个人给予的财物，共计折合人民币2046万余元。

庭审中，检察机关出示了相关证据，孟伟及其辩护人进行了质证，控辩双方在法庭的主持下充分发表了意见，孟伟还进行了最后陈述，并当庭表示认罪悔罪。人大代表、政协委员以及各界群众40余人旁听了庭审。

庭审结束后法庭宣布休庭，择期宣判。

2020年7月15日，江苏省徐州市中级人民法院公开宣判全国人民代表大会环境与资源保护委员会原副主任委员孟伟受贿案，对被告人孟伟以受贿罪判处有期徒刑十四年，并处罚金人民币二百万元；对孟伟受贿所得财物及其孳息，依法予以追缴，上缴国库。

经审理查明：2003年至2017年，被告人孟伟利用担任中国环境科学研究院院长、国家水专项技术总师、实施方案编制专家组负责人等职务上的便利，以及本人职权、地位形成的便利条件，通过其他国家工作人员职务上的行为，为他人在公司经营、参与国家科研课题、承接环境治理工程项目等事项上提供帮助，收受相关单位及个人给予的财物，共计折合人民币2046万余元。

徐州市中级人民法院认为，被告人孟伟身为国家工作人员，利用职务便利为他人谋取利益，以及利用本人职权、地位形成的便利条件，通过其他国家工作人员职务上的行为，为请托人谋取不正当利益，非法收受他人财物，数额特别巨大，其行为已构成受贿罪。鉴于孟伟具有到案后能够如实供述自己的罪行，认罪悔罪，涉案赃款已全部追缴等法定、酌定从轻处罚情节，依法可对其从轻处罚。法庭遂作出上述判决。

孟伟主要从事近岸海域环境保护科学研究、流域与河口海岸带水环境与生态保护科学研究以及废弃物安全填埋处置选址与环境影响评价研究。参加了国家中长期科技发展规划战略研究，任“生态建设、环境保护与循环经济”专题副组长；作为国家“十一五”科技重大专项“水体污染控制与治理”实施方案的编写组专家组长，主持完成了实施方案；承担国务院批准启动的国家环境宏观战略研究任务，是水环境保护与海洋环境保护两个专题的组长；世界银行海河流域水环境水资源管理项目独立专家组成员。至今已先后主持承担完成各类科研项目20余项。

孟伟在国家环境保护重点工作中也发挥了重要作用，是国家“渤海碧海行动计划”编制技术负责人之一，国家三峡建设工程委员会“移民环境保护行动计划”技术负责人，中国工程院重大咨询项目“渤海环境整治与资源开发战略研究”主要完成人之一。在应对松花江突发性环境事故中发挥重要作用，作为基数负责人参加政府代表团赴俄罗斯，主持完成了突发事件的环境与生态影响评估。

近年来，孟伟主持完成国家“863”计划课题“渤海典型海岸带生境修复技术研究”，获天津市科技进步二等奖；主持完成国家科技攻关课题“流域水污染物总量控制技术与示范研究”、“生态环境质量评价技术方法与典型示范研究”；主持完成“中国火电厂大气污染物排放标准”研究课题，获国家技术监督总局标准创新一等奖，国家环保总局技术进步二等奖；主持完成了科技部重大基础性研究“河口低溶解氧形成机理及调控机制研究”课题；主持承担国家“973”计划项目“长江口河口近岸海域环境污染调控对策及生态系统变异的趋势预测”课题。获省部级科技进步奖10项。

2009年当选中国工程院院士（2018年4月被撤销）。

2013年5月，参与中共中央政治局第六次集体学习，就大力推进生态文明建设进行讲解，并谈了意见和建议。