孫菲菲出生於西安市閻良區。孫菲菲小時候頭特別大，還得了個“孫大頭”的外號。1993年至1998北京舞蹈學院附中學習國舞專業 。1998年至2002年在北京舞蹈學院古典舞系學習表演教育專業。
2001年在《老爸百分百》中飾丁菲菲一角。隨後參演《追夢組合》，擔任主演於劇中飾演張雪妹 。參演《冬天不冷》，扮演角色鄧鹿。2003年參演《李衛當官》。2004年孫菲菲主演中韓合拍片《北京，我的愛》，飾演女主角溫婉善良的楊雪，該片使孫菲菲在韓國迅速走紅； 隨後參演《萍蹤俠影》，扮演調皮可愛的靜公主。2005年出演電視劇《開創盛世》，飾演飛揚跋扈的月容公主；參演電視劇《七劍下天山》，飾演董小宛；主演張紀中版《碧血劍》，飾演女主角九公主。2006年參與拍攝電視劇《楚留香》，飾演楚留香的紅顏知己李紅袖。2008年參演電視劇《玫瑰江湖》，飾演女一號沈斯如；出演古典傳奇電視劇《孔雀東南飛》，飾演女一號劉蘭芝。2009年參演電影《人皇伏羲》，孫菲菲出演傳說中的大地之母“女媧”一角色。4月參演電視劇《內線》，孫菲菲劇中出演地下黨員“報春鳥”，搭檔鍾漢良 。參演漢宮大戲《美人心計》，飾演皇后青寧。2010年出演《碧波仙子》，該劇改編自戲曲名段，由孫菲菲聯袂香港古惑仔陳小春共同主演，講述了鯉魚仙子和凡人李安之間的傳奇愛情。 2011年出演《麻姑獻壽》，飾演女一號仙女麻姑 。2012年參演《宮鎖珠簾》，劇中扮演皇后。2013年主演電視劇《內線前傳 》，出演角色美女特工楚香雪。2015年，領銜主演的恐怖電影《詭影迷情》於11月27日登陸全國院線。2016年參演電視劇《好想好想愛上你》，飾演一個有些虛榮，懷有愛情夢，愛情卻幾多坎坷的“白骨精。
都市青春勵志劇《好想好想愛上你》將於5月15日在中央電視臺電視劇頻道晚間黃金檔首播。該劇由著名製片人張勇、張萍聯手打造，趙修賓、紀璟璟任編劇，著名導演劉心剛執導，影視明星張歆藝、黃覺、孫菲菲、黃勐、牛萌萌、徐敏、萬潼等聯合主演，更有姚剛、顏丹晨、姜超、石維堅、高放等實力派演員加盟。
《好想好想愛上你》是一部充滿正能量的都市勵志大戲，該劇直面當代都市男女最重要的事業和感情兩大問題，用輕鬆詼諧卻又不乏深刻的表現方式，包裹了一個時尚華麗版的中國灰姑娘的故事。北漂女孩夏曉雲(張歆藝飾)簡單執着，信奉着最樸素的處世道理，屢屢碰壁卻不改初心。汽車集團老總高野(黃覺飾)是典型的霸道總裁高富帥，展現給外人的永遠是強勢威嚴的一面，然而內心卻有着不可觸碰的傷痛記憶，難以忘記當年的初戀女友劉月亮(顏丹晨飾)，以致對愛情失去信心，和富家千金廖貝妮(牛萌萌飾)若即若離，直到夏曉雲來到了他的生活中。高野何去何從，夏曉雲是否傻人有傻福，一切都要等播出之後，大家自己去看啦。
張歆藝新作開啓瘋狂模式，能高冷，能撕逼，女漢子附體，分分鐘教你拿下男神
《好想好想愛上你》早在拍攝期就曾以題材新穎而備受關注。從主人公在劇中的成長蛻變，到人物關係的巧妙搭建、詼諧臺詞的設定，都在力求掙脫婆媽劇的束縛。主演張歆藝此次的表演更是開啓了“瘋狂“模式，不僅捨身變醜，“二”得更是與衆不同，衚衕裏大戰流氓，辦公室教訓老闆，更有“張版 ”討薪指南，“張氏”街頭小廣告刷手，讓人笑破肚子。爲閨蜜出頭戰渣男，爲愛情犧牲自己成全高野，爲情敵尋找身世之謎，爲師父戚二爺揭開心中遺憾，滿滿的感動，溫馨到流眼淚。
對於劇中許多灰頭土臉的造型出鏡，張歆藝表示完全不介意，對於大家對其美貌的認可，張歆藝笑言女神屬於“高危行業”：“我認爲自己是個暖女，不會刻意去打造所謂的女神形象，女孩兒最重要的是有趣兒、有親和力、不給人侵犯感，自然點兒最好。”
