1955年1月，出生于上海市。
1971年2月，进入国家青训队。
1973年7月—1978年6月，以运动员身份在上海体工队田径班学习、训练。
1978年6月—1978年9月，在上海静安区体校担任教练。
1978年9月—1982年7月，在上海体育学院田径系学习。
1982年7月—1984年6月，在上海体育学院田径系担任教师。
1984年6月起，担任上海体育运动技术学院（现更名为上海体育职业学院）教练，田径运动中心副主任。
2005年，出任国家田径队副总教练。担任教练以后，孙海平培养出了刘翔、史冬鹏、冯云、陈雁浩和谈春华等众多跨栏名将。
2012年1月17日，和刘翔同时被增补为上海市文化总会第七届委员会常委、副主席。
2023年1月，入选中国田径协会第十届执委会执委。
1993年，七运会110米栏冠军
1997年，八运会110米栏冠军
1998年，曼谷亚运会110米栏冠军
2000年
10月20日，智利，圣地亚哥，第八届世界青年田径锦标赛，第四名，13秒87
2001年
5月6日，上海，全国田径锦标赛暨系列大奖赛，第一名，13秒32
5月24日，日本大阪东亚运动会，第一名，13秒42
8月28日，世界大学生运动会，冠军，13秒33，大运会中国首枚田径金牌，刘翔本人第一个世界冠军
11月19日，第九届全运会，冠军，13秒36
谈春华九运会400米栏冠军
2002年
2月6日，斯德哥尔摩国际室内田径赛，60米栏，第二名，7秒61
6月10日，全国田径锦标赛暨亚运会选拔赛，第一名，13秒76
7月2日，瑞士洛桑国际田联大奖赛，第二名，13秒12，刷新了保持了24年之久的110米栏世界青年纪录，同时打破亚洲纪录
8月，第14届亚洲田径锦标赛，冠军，13秒56
10月，全国田径大奖赛总决赛，冠军，13秒27
10月，全国冠军赛，冠军，13秒50
10月9日，釜山亚运会，冠军，13秒27
2003年
3月16日，英国伯明翰第9届国际室内田径锦标赛男子60米栏，第三名，7秒52，打破亚洲室内纪录，成为参加本次比赛中获得奖牌的亚洲选手，实现中国男选手在该项赛事18年来奖牌“零”的突破
6月底，奥斯陆，国际田联黄金联赛，第五名，13秒51
7月4日，国际田联大奖赛巴黎站，第七名，13秒45
7月7日，国际田联黄金联赛萨格勒布站，第二名，13秒22
7月11日，国际田联黄金联赛罗马站，第二名，13秒20
7月14日，英国，国际田联超级大奖赛，第六名，13秒75
8月30日，巴黎世界田径锦标赛，第三名，13秒23
9月5日，国际田联黄金联赛布鲁塞尔站，第二名，13秒19
9月13日，蒙特卡洛国际田联大奖赛总决赛，第四名，13秒27
10月，长沙，第五届全国城运会，冠军，13秒31
2004年
2月14日，全国室内田径锦标赛60米栏，冠军，7秒51，平亚洲纪录
2月28日，法国，国际室内田径赛60米栏，第一名，7秒51
3月6日，布达佩斯，世界室内田径锦标赛60米栏，亚军，7秒43，破该项目亚洲室内纪录
4月，南宁大奖赛，冠军，13秒20
5月8日，大阪，田径大奖赛，冠军，13秒06，击败世锦赛三冠王阿兰·约翰逊，打破2002年创造的13秒12的亚洲纪录
5月23日，石家庄，全国田径锦标赛暨奥运会选拔赛，第一名，13秒40
6月29日，国际田联大奖赛萨格勒布站，第一名，13秒25
7月2日，国际田联大奖赛罗马站，第二名，13秒11
8月1日，天津，全国田径赛，第一名，13秒06
8月24日，雅典，奥运会男子110米栏预赛，13秒27，小组第一
8月25日，雅典，奥运会男子110米栏小组决赛，13秒26，小组第一
8月26日，雅典，奥运会男子110米栏半决赛，13秒18，小组第二
8月27日，雅典，奥运会男子110米栏决赛，冠军，12秒91，平由英国选手科林·杰克逊1993年创造的世界纪录，打破12秒95的奥运会纪录
2005年
3月2日，天津，全国室内田径锦标赛，男子60米栏，7秒81，冠军
4月16日，江西宜春，全国田径特许赛，男子110米栏，13秒59，冠军
4月24日，广东中山，全国田径大奖赛，男子110米栏，13秒23，冠军
5月7日，日本大阪，国际田联大奖赛，男子110米栏，13秒12，冠军
6月5日，美国，普雷方丹田径精英赛，男子110米栏，13秒06，冠军
6月12日，美国，锐步田径大奖赛，男子110米栏，13秒11，第三
6月20日，石家庄，十运会预赛，男子110米栏，13秒21，冠军
7月1日，法国，黄金联赛巴黎站，男子110米栏，13秒06，第三
7月5日，瑞士洛桑，国际田联大奖赛，男子110米栏，13秒05，冠军
7月8日，罗马，黄金联赛第二站男子110米栏，13秒24，亚军
8月12日，芬兰赫尔辛基，世锦赛，男子110米栏，13秒08，亚军，创造了中国男选手在世锦赛历史上的最好成绩
8月19日，黄金联赛苏黎世站，男子110米栏，13秒12，亚军
9月17日，上海国际田径黄金大奖赛，男子110米栏，13秒05，冠军
9月19日，国际田联横滨全明星赛，男子110米栏，13秒08，冠军
10月20日，十运会比赛决赛，男子110米栏，13秒10，冠军
11月2日，东亚运动会，男子110米栏，13秒21，冠军
2006年
5月6日，日本，国际田联大阪田径大奖赛，男子110米栏，13秒22，冠军
5月29日，美国，尤金田径精英赛，男子110米栏，13秒21，冠军
7月9日，法国巴黎，国际田联黄金联赛，男子110米栏，13秒19，第四
7月12日，瑞士洛桑，瑞士洛桑田径超级大奖赛，男子110米栏，12秒88，冠军，打破沉睡13年之久、由英国名将科林.杰克逊创造的12秒91的世界纪录
12月12日，卡塔尔多哈，第十五届亚洲运动会，男子110米栏，13秒15，冠军，打破亚运会记录
2007年
8 月31日，日本大阪世锦赛男子110米栏决赛以12秒95夺得冠军，成为集世界纪录，奥运会冠军，世锦赛冠军于一身的男子110米栏大满贯得主
9月29日，上海国际田联黄金大奖赛，以13.21得第三名
2008年
3月9日，第12届瓦伦西亚室内田径世界锦标赛60米栏决赛中，刘翔7秒46夺得冠军
5月10日，2008大阪国际田径大奖赛男子110米栏，以13秒19的成绩如愿摘金，在大阪大奖赛上夺得五连冠，同时7次在日本出战继续保持全胜的傲人纪录
5月24日，“好运北京”2008中国田径公开赛中在男子110米栏决赛中以13秒18的成绩获得金牌
2009年
9月20日，上海黄金大奖赛，13秒15，获得110米栏亚军，与冠军特拉梅尔成绩相同
10月25日，十一运会比赛决赛，男子110米栏，13秒33，冠军
2011年
5月15日，2011国际田联钻石联赛中，刘翔首试七步上栏技术，以13秒07的成绩获得冠军
7月10日，第19届亚洲田径锦标赛，刘翔以13秒22夺得男子110米栏冠军
8月29日，在2011年大邱世界田径锦标赛男子110米栏决赛中，刘翔获得银牌
2012年
2月18日，刘翔在伯明翰室内田径赛60米栏决赛中以7秒41的个人生涯最好成绩击败古巴名将罗伯斯。刘翔完胜罗伯斯取得了自己在新赛季的“开门红”
6月3日，刘翔在2012年国际田联钻石联赛尤金站，在超风速的情况下跑个个人最好成绩，同时平古巴选手罗伯斯创造的世界纪录
2008年10日，全国田径锦标赛（河北石家庄）110米栏，第一名
2009年5月30日，亚洲田径大奖赛系列赛（香港）110米栏，第一名
2010年5月16日，全国大奖赛昆山站110米栏，第一名
2012年全国大奖赛武汉站110栏，冠军
2012年9月17日，第九届全国大学生运动会（天津），冠军
2013年6月14日，法国埃鲁维尔男子110米栏，冠军
2013年9月9日，第十二届全运会田径男子110米栏决赛，以13秒36的成绩获得冠军
2016年年初，孙海平在莘庄基地正式成立乐“大师工作室”——“上海市田径短跨后备人才训练基地——孙海平田径运动发展中心”。退休已两年多的孙海平，换了一种方式继续奋斗在一线，培养高水平跨栏选手、挖掘后备人才、举办教练员培训班。
2021年6月24日，孙海平抵达重庆市朝阳中学运动场，指导校园田径队训练。
2023年9月23日，担任杭州亚运会开幕式会旗执旗手。
1993年，获得上海市体委授予二等功。
1994年，获得上海市体委授予先进称号。
1995年，获得上海市体委授予先进称号。
1996年，获得上海市体委授予先进称号。
1997年，获得上海市体委授予先进称号。
1998年，获得上海市体委授予先进称号。
2000年，国务院批准享受政府特殊津贴。
2001年，上海市政府记大功。
2003年，当选上海市劳动模范。
2004年，当选上海市劳动模范。
2006年，获得2006年中国十佳劳伦斯冠军奖年度最佳教练奖。
2007年，获得2007年中国十佳劳伦斯冠军奖年度最佳教练奖。
2007年，获得安踏2006CCTV体坛风云人物年度最佳教练奖。
