孙淳于上海戏剧学院毕业后,被分至峨嵋电影制片厂;同年在《锅碗瓢盆交响曲》中饰经理牛宏一角。1982年,首次在电影《见习律师》中担任主角。1986年,在陈凯歌电影《大阅兵》主演男一号孙放。1992年,在电视剧《皇城根儿》中饰演张全义一角。1995年,在张艺谋执导,巩俐主演的电影《摇啊摇,摇到外婆桥》中饰演宋二爷。1998年,参演电视剧《大法庭》和《警坛风云》。2003年4月,参演张黎执导的电视剧《走向共和》,饰演袁世凯,为了形象接近人物,孙淳增肥12斤。2009年6月,在孙红雷主演的电视剧《人间正道是沧桑》中饰演瞿恩一角;10月,主演孙周执导的谍战影片电影《秋喜》,饰演国民党特务头子夏惠民,2011年凭借《秋喜》夺得第28届中国电影金鸡奖最佳男主角奖。2010年,搭档陈小艺出演电视剧《说好不分手》。2011年9月,参演电影《辛亥革命》,再次出演袁世凯,夺得第31届大众电影百花奖最佳男配角奖;同年12月凭借与蒋雯丽主演的电视剧《幸福来敲门》,荣获第三届华鼎奖中国电视剧年度杰出成就奖和“2011春季电视剧互联网盛典最佳男演员”的殊荣。2013年1月,在首届电视剧导演委员会年度评选表彰大会上,孙淳凭借《人间正道是沧桑》中“瞿恩”获得优秀电视剧男配角和最佳电视剧男配角;3月,与吴秀波主演的古装电视剧《赵氏孤儿案》在央视一套黄金时段播出,孙淳在剧中饰演屠岸贾。2016年9月30日,参演的电影《湄公河行动》上映。2017年12月18日,友情出演的古装权谋剧《琅琊榜之风起长林》播出,在剧中饰演萧景琰义子,长林王萧庭生。2018年1月12日,以高票荣获“2017中国电视好演员”红宝石奖;参演央视文博探索节目《国家宝藏》,全球时尚文化竞技节目《时尚大师》。2019年12月20日,主演的都市律政剧《精英律师》开播。2021年9月25日,参演的体育竞技剧《夺金》播出;参演电影《深爱》。2022年4月11日,国家广电总局重点电视剧《县委大院》公开首批演员阵容,孙淳将参演。12月7日,友情出演的电视剧《县委大院》正式播出。2023年1月1日,友情出演的现代都市剧《纵有疾风起》播出。9月9日,参演的电影《不虚此行》定档上映。孙淳写真2孙淳写真3孙淳写真1影视剧照
孙淳的妻子是演员傅丽莉,山东人,是他在上海表演系的同学。孙淳和傅丽莉于2002年合作电视《换个活法》。孙淳的哥哥孙周是导演。
2015年12月23日,作为嘉宾出席了第30届中国电视剧飞天奖典礼。2021年12月29日,当选中国电视艺术家协会演员工作委员会执委。
孙淳高大英俊,散发着成熟男人的魅力。孙淳有一种力量,能安静得让人敬仰;他是个几近完美的演员,一直都是我的良师益友;是个非常独立的演员,会经常要求改台词