1996年，孫遜進入南京前線話劇團；同年，主演了第一部話劇作品《日出》。1998年，因在話劇《秦淮麗人》中飾演李少卿一角而嶄露頭角。2004年，憑藉其張弛有度的表演，主演話劇《風在呼嘯軍號響》獲得了全軍話劇匯演的“個人表演獎”。2009年，因在戰爭題材電視劇《我的兄弟叫順溜》中飾演新四軍三營長被人們所熟識，該劇也成爲孫遜影視劇的開端。2010年，在俞鍾執導的歷史戲《天行健》中飾演男一梅貽琦；同年，與歐陽奮強導演合作，領銜主演電視劇《警察遇到兵》。2012年4月，孫遜二度合作俞鍾導演，主演諜戰劇《獨刺/肉中刺》，被合作演員宋春麗老師大讚“紳士；同年7月，領銜主演電視劇《戰火兵魂》飾於成山。代表作品：《我的兄弟叫順溜》《天行健》《警察遇到兵》《獨刺》《戰火兵魂》
2013年4月，周小兵執導的電視劇《狼牙英雄》在山東衛視獨播，孫遜飾演男一號喬繼山。同年，領銜主演首部清裝劇《大清寶典》，飾演乾隆契兄、臥底理親王府永溶（陳若蘭）。2013年，在紀念毛澤東誕辰120週年的電視劇《毛澤東三兄弟》中領銜主演，飾演革命家毛澤民。從《狙擊生死線》中的特種兵到《最後征戰》中的遠征軍官，從《俘虜兵》中的“另類解放軍”到該《狼牙英雄》中的土匪八路，這本“英雄譜”一直在撰寫他對各種軍人角色的駕馭性和跳躍性，戲裏戲外見證孫遜的“英雄成長記”。
在《我的兄弟叫順溜》中，三營長給觀衆留下了很深印象，而最讓觀衆印象深刻的，是三營長那一口讓湖北人聽來備感親切的湖北腔。“說方言是我向導演提出來的，當時戲已開拍二三天了，我覺得這樣讓角色更樸素，更容易爲觀衆接受。”說起表演中的“神來之筆”，孫遜稱緣於湖北情結，“不誇張的講，我跟湖北有很深的感情，我雖然出生在北京，但是在武漢長大的。”孫遜告訴記者，他們家堪稱戲劇之家，母親現在還是湖北省歌舞劇團的演員。“實際上我在劇中說的不是地道的武漢話，應該是湖北口音的普通話，可能偏重黃陂口音，是跟小時候一個黃陂的朋友學的。”
