孙茜曾经是武警部队的一名女兵。离开部队后孙茜考取了中国传媒大学（原北京广播学院）表演系，毕业后进入北京人民艺术剧院工作。在北京人艺，孙茜先后参演了《骆驼祥子》、《日出》、《北京人》、《小井胡同》等经典剧目。
2013年，孙茜在院庆大戏《甲子园》中饰演女主角陈爱林，并获得了当年的话剧表演学院奖最佳主角。
2004年，参演首部电视剧《逆水寒》；2005年，参演电视剧《马鸣风萧萧》。
2008年，在电视剧《爱在战火中》中饰演女主角“兰花花”；11月，参演的电视剧《母仪天下》播出。
2009年，参演电视剧《雾柳镇》饰演热辣叛逆的女土匪“小妹”。
2010年，参演刘小锋主演电视剧《尖刀》在山东、云南、河南、陕西四家卫视同步播出，饰演女主角万淑芬；12月，参演胡军主演电视剧《金婚风雨情》，在剧中饰演胡军的妹妹耿玲；在电影《给我一支枪》中饰演女主角雨婷，这是她的首部电影作品。
2011年，在电影《铁血丹心》中饰演宋庆龄。
2012年，由孙俪、陈建斌等主演的古装剧《后宫甄嬛传》开播，孙茜在剧中饰演崔槿汐一角，温婉智慧的槿汐姑姑给观众留下了深刻印象；7月，参演的电视剧《三进山城》播出，孙茜出演女特工钱华；9月，在《长白山下我的家》里饰演善良贤淑的金贞淑；12月，在与冯远征、杨立新主演的电视《怪医文三块》里饰演泼辣的北京大妞儿车菊花。
2014年，参演由孙红雷、海清主演的战争大戏《二炮手》，在剧中饰演杨巧儿；3月，主演都市情感电视剧《婚战》，与王志飞搭档夫妻，饰演妇产科医生谢婉婷；5月，与刘小锋、蒋勤勤主演的电影《一号目标》上映，在片中饰演红色女特工何海宁。
2015年，出演由郑晓龙导演指导的电视剧《芈月传》，饰演向氏一角。
2016年，客串重大革命历史题材电视连续剧《红星照耀中国》，饰演上海地下党政治局办事处负责人朱端绶。11月，参演的电影《一句顶一万句》上映，在片中饰演章楚红。同年，参演电视剧《识汝不识丁》，饰演陈文帝的皇姐陈婧。
2019年，在2019年中央广播电视总台春节联欢晚会上，孙茜与尚大庆、李文启、黄晓娟、佟大为、杨紫、王自健、李闯表演小品《站台》。
2020年，搭档孟浩强主演的当代农村剧《枫叶红了》播出。
在一起2020-9-29 饰演护士长 导演姚晓峰、李宁 主演陈数、陆毅、阚清子、逯恣祯
枫叶红了2020-8-5 饰演高娃 导演哈斯朝鲁 主演孟浩强、王卓、吴连生、巴音
一碗沧桑2019-5-22 饰演孙桂香 导演谷锦云 主演凌潇肃、富大龙、张晞临、邵峰
天下无诈2019-1-30 饰演苏思勉 导演余丁 主演郭晓东、徐悦、王茜、丁志诚
唐砖2018-10-29 饰演吴尚仪 导演祝东宁 主演王天辰、张佳宁、张智尧、袁咏仪
灵与肉2018-6-17 饰演李秀芝 导演楼健 主演于小伟、尚铁龙、李心敏、黄小蕾
长征大会师2016-11-16 饰演宋庆龄 导演万盛华 主演佟瑞欣、刘劲、王伍福、朱宏嘉
红星照耀中国2016-10-20 饰演朱端绶 导演臧云飞 主演黄海冰、王伍福、侯祥玲、远明
红色护卫2016-9-30 饰演陈子萱 导演虎子 主演张桐、赵龙豪、公磊、王铮
识汝不识丁2016-9-12 饰演陈婧 导演陈鹏 主演晏紫东、蒋梓乐、卢卓、刘亦宸
吉鸿昌2016-3-7 饰演胡红霞 导演康洪雷 主演孙洪涛、唐国强、李泓良、赵小锐
芈月传2015-11-30 饰演向氏 导演郑晓龙 主演孙俪、刘涛、方中信、马苏
黄河在咆哮2015-8-20 饰演宋雨田 导演谷锦云 主演于洋、黄薇、王婉娟、韩福利
二炮手2014-12-24 饰演杨巧儿 导演康洪雷 主演孙红雷、海清、秦卫东、翟小兴
婚战2014-3-7 饰演谢婉婷 导演刘新、王义明 主演王志飞、祖峰、万茜、邢佳栋
新编辑部的故事2013-4-22 饰演红红 导演郑晓龙 主演黄海波、陈好、吕丽萍、井柏然
怪医文三块2012-10-26 饰演菊花 导演唐大年 主演冯远征、杨立新、杨舒婷、刘彦君
长白山下我的家2012-9-3 饰演金贞淑 导演王志强 主演张琳、陈逸恒、丛珊、朱翊
三进山城2012-7-15 饰演钱华 导演卫翰韬 主演王新军、宁静、何政军、方安娜
甄嬛传2011-11-17 饰演崔槿汐 导演郑晓龙 主演孙俪、陈建斌、蔡少芬、蒋欣
新喜盈门2011-2-28 饰演红霞 导演张多福 主演赵达、程思寒、程煜、寇振海
金婚风雨情2010-10-8 饰演耿玲 导演郑晓龙 主演胡军、周韵、王艳、张延
雾柳镇2010-5-28 饰演小妹 导演黄健中 主演张国强、李钰、张光北、陶泽如
尖刀2010-3-20 饰演万淑芬 导演谷锦云 主演尹铸胜、于洋、刘小锋、冯恩鹤
民主之澜2010-3-7 饰演宋兰英 导演朱正 主演温海波、王霙、孙维民、盖美
母仪天下2008-11-18 饰演冯媛 导演黄健中 主演袁立、黄维德、桑叶红、吴军
浣花洗剑录2008-1-2 饰演段蓉蓉 导演谭友业、陈咏歌 主演谢霆锋、乔振宇、钟欣桐、杨蕊
兰花花2008 饰演兰花花 导演朱正 主演刘研、李万年、李振平、陈树青
禁毒使命2008 饰演高弘 导演余斌 主演张茜、傅冲、杨丽菁、皓恬
天经地义2007-6-22 饰演金小芬 导演姚晓峰 主演杨昆、张秋歌、祝希娟、王政钧
小巷管家2019-10-29 饰演李一宁 导演郑昊、马铨 主演巩汉林、张英、方清平、巩天阔
决胜时刻2019-9-20 饰演洪希厚 导演黄建新、宁海强 主演唐国强、刘劲、黄景瑜、王丽坤
好小子，好功夫2019-5-31 饰演何琪 导演崔喆、胡方易、李木子 主演李沛泽、郑昊、巩汉林、林威
六年，六天2017-10-17 饰演采访者餐饮工作者 导演沈东 主演王骁、姜瑞佳、吴刚、高云翔
你若安好2017-10-17 饰演梁静娴 导演刘抒鹃 主演保剑锋、隋源、田牧宸、李木子
爸爸的3次婚礼2016-12-30 饰演司马悦悦 导演马楚成 主演董洁、张亮、张悦轩、隋凯
一句顶一万句2016-11-4 饰演章楚红 导演刘雨霖 主演毛孩、李倩、刘蓓、范伟
我的青春蜜友2014-10-10 饰演孙小荷 导演赵翀 主演吴弘、李若嘉、汤晶媚、李泰
一号目标2014-5-23 饰演何海宁 导演翟俊杰、翟小兴 主演孙维民、蒋勤勤、刘小锋、张瑶
虎头要塞2011 饰演喜莲 导演胡明凯 主演刘小锋、李君峰、王韦智、袁志博
铁血丹心邓演达2010-8-9 饰演宋庆龄 导演何文凉 主演樊尚宏、张磊、黄俊鹏、刘宏宇
第一书记2010-7-15 饰演德福妻 导演陈国星 主演杨立新、徐帆、何冰、李若思
心灵风暴2010-3-23 饰演美仑 导演金舸 主演练练、朱晓渔、王玲、韩力勇
给我一支枪2009-11-20 饰演雨倩 导演曾剑锋 主演李大为、李一凡、王九胜
龙顶2009-7-17 饰演孔晓丽 导演任钊萱 主演孔令首、臧金生、武文佳、单如
浴女河2006 饰演黄楠 导演王利群 主演鲁莽、郭亚婷、王语童、徐曼
帕敢恩仇2006 饰演阿美 导演王利群 主演鲁莽、林京来、李明、陈玉彪
葵花朵朵2005 饰演未知 导演王宝民、付晓红 主演王鸣捷、吴莹莹、杨一
2013-11 第三届国际戏剧学院奖最佳主角奖 甲子园 （获奖）
2014-11-05 第九届巴黎中国电影节最佳女演员 我的青春蜜友 （获奖）
2013 第五届新农村电视艺术节最佳女主角（金牛奖）长白山下我的家 （获奖）
2012 风尚权利榜--风尚明星奖 （获奖）
2012 亚洲偶像盛典--新锐艺人奖 （获奖）
2014-08-18 2014--2015年度最具影响力公益人物大奖 （获奖）
2012 绿色中国行--公益大使 （获奖）
2012 时尚新娘婚尚盛典--幸福偶像 （获奖）
2017-11-1 第十三届最佳女配角 《你若安好》 （获奖）
2018 第9届澳门国际电视节优秀女演员奖 灵与肉 （获奖）
孙茜在《甄嬛传》中饰演的“槿汐姑姑”端庄大气、机智聪慧，端庄稳重，表演到位又不抢戏，把“甄嬛党”的气场做到恰如其分，得到观众对她演技的认可与支持（新华娱乐、搜狐娱乐评）。
孙茜为人单纯善良、作风朴实（敦淇评价）；
孙茜在剧中礼仪最到位 ，是一个塑造能力特别强的演员（郑晓龙评价）；孙茜是个特别善良的女孩，爱花，爱草，爱动物，更爱人（孙俪评价）
