他曾被封为汝阳县公、通直散骑侍郎、中书侍郎。建义年间，辞散骑常侍一职，为平东将军、太常卿，后来又为镇东将军、宗正卿。530年封为平阳王。普泰初年，转任侍中、镇东将军、仪同三司、兼为尚书右仆射，后又改加侍中、尚书左仆射。河阴之变后政局一片混乱，诸王大多各自逃生，元修逃亡民间，隐为乡农。

中兴二年（532年）高欢击败尔朱氏，欲立元悦为帝，因无法服众，只得退而选择元修。斛斯椿从元修的心腹好友王思政辗转寻到元修，元修道：“这该不是把我出卖了吧？”高欢遂亲自前来陈诚，泣下沾襟。元修方才入京，四月廿五日（6月13日）即位。

元修即位后与高欢的长女结婚，夫妻彼此都没有感情。元修与三个堂姊妹姘居，将她们都封为公主。534年与高欢决裂，高欢带兵从晋阳南下时，元修于七月廿八日（8月22日）率一部分兵众，偕同情妇元明月及元明月的哥哥元宝炬等入关中投奔其妹妹的未婚夫宇文泰。

同年十月十七日（11月8日），高欢以元修弃国逃跑为由，遥废其帝号，另立元善见为帝，十日后迁都邺。闰十二月十五日（535年2月3日），宇文泰以元修淫及从姊妹有伤风化为由，把元明月和元修都给杀死，改立元宝炬为帝。北魏从此正式分裂成东西魏。

元修死后被宇文泰下令埋进草堂佛寺，十余年后才得正式落葬。西魏上谥号为孝武皇帝，东魏则称他为出帝。