孙思邈生于西魏大统七年（541年），自谓“幼遭风冷，屡造医门，汤药之资，罄尽家产”，孙思邈幼年嗜学如渴，知识广博，只是后来身患疾病，经常请医生治疗，花费了很多家财，于是，他便立志从医。
孙思邈少年好读，天资聪明，7岁的时候，就认识一千多字，每天能背诵上千字的文章，据《旧唐书》载，西魏大臣独孤信对孙思邈十分器重，称其为“圣童”。18岁时立志究医，“颇觉有悟，是以亲邻中外有疾厄者，多所济益”。到了20岁，就能侃侃而谈老子、庄子的学说，精通道家典籍，被人称为“圣童”，开始为乡邻治病。
北周静帝时，杨坚执掌朝政，召孙思邈任国子博士，孙思邈无意仕途功名，认为做高官太过世故，不能随意，坚决不接受，一心致力于医学。
隋开皇元年（581年），见国事多端，孙思邈隐居太白山中。他一方面下功夫钻研医学著作，一方面亲自采集草药，研究药物学。认真研读《黄帝内经》、《伤寒杂病论》、《神农本草经》等古代医书，同时广泛收集民间流传的药方，热心为人治病，积累了许多宝贵的临床经验。他从理论到实践，再由实践经验中提炼出新的医药学研究成果，以毕生精力撰成了医学著作《千金要方》和《千金翼方》。
唐太宗即位后，召孙思邈入京师长安，见到他70多岁的人竟能容貌气色、身形步态皆如同少年一般，十分感叹，便道：“所以说，有道之人真是值得人尊敬呀！像羡门、广成子这样的人物原来世上竟是有的，怎么会是虚言呢？”太宗想授予孙思邈爵位，但被他拒绝了，仍回到乡间为民医病。
唐高宗显庆四年（659年），孙思邈又被接到帝都，拜谏议大夫，这次他虽留住在长安，但仍不愿当官。碍于情面就推荐了自己的徒弟刘神威，说徒弟好学，年轻有为，高宗就应允后立即安排刘神威进了太医院。
上元元年（674年），孙思邈年高有病，恳请返回故里。高宗特赐他良驹等物，还有已故的鄱阳公主的宅邸居住。当时的名士宋令文、孟诜、卢照邻等文学大家都十分尊敬孙思邈，以待师长的礼数来侍奉他。
孙思邈一生勤于著书，晚年隐居于故里京兆华原（今陕西省铜川市耀州区）五台山（药王山）专心立著，直至白首之年，未尝释卷。
唐永淳元年（682年），孙思邈与世长辞，享年142岁。留下遗嘱：要薄葬，不要焚烧那些纸扎的阴间器物，祭祀时不宰杀牲畜。
孙思邈的主要著作遗存，根据史书、方志、典籍、道藏、医著、碑石等文献资料记载约有90余种，其中已考订基本确定为托名者71种。
据《旧唐书》载：“自注《老子》、《庄子》，撰《千金方》三十卷行于世，又撰《福禄论》三卷，《摄生真录》、《枕中素书》、《会三教论》各一卷。”
又据《耀州志》载孙思邈：“《老子注》，《庄子注》，《千金方》三十卷，《千金翼方》三十卷，《千金髓方》二十卷，《千金月令》三卷，《千金养生论》一卷，《养性延命集》二卷，《养生杂录》一卷，《养生铭退居志》一卷，《禁经》二卷，《神枕方》一卷，《五脏旁通道养图》一卷，《医家要钞》五卷。《唐书》（指《新唐书》）与《道藏》及《通志略》中载孙思邈书尚有二十余种……”
孙思邈崇尚养生，并身体力行，正由于他通晓养生之术，才能年过百岁而视听不衰。他将儒家、道家以及外来古印度佛家的养生思想与中医学的养生理论相结合，提出的许多切实可行的养生方法，时至今日，还在指导着人们的日常生活，如心态要保持平衡，不要一味追求名利；饮食应有所节制，不要过于暴饮暴食；气血应注意流通，不要懒惰呆滞不动；生活要起居有常，不要违反自然规律等等。
孙思邈终身不仕，隐于山林。亲自采制药物，为人治病。他搜集民间验方、秘方，总结临床经验及前代医学理论，为医学和药物学作出重要贡献。后世尊其为“药王”。
孙思邈一生勤奋好学，知识广博，深通庄、老学说，知佛家经典，阅历非常丰富，唐初著名文学家孟诜、卢照邻等人对他皆以师尊之礼相待。
《千金要方》及《千金翼方》影响极大，这两部著作被誉为中国古代的医学百科全书，起到了上承汉魏，下接宋元的历史作用。两书问世后，备受世人瞩目，甚至飘洋过海，广为流传。日本在天宝、万治、天明、嘉永及宽政年间，都曾经出版过《千金要方》，其影响可见一斑。
《千金要方》在食疗、养生、养老方面做出了巨大贡献。孙氏能寿逾百岁高龄，就是他在积极倡导这些方面的理论与其自身实践相结合的效果。孙思邈的辉煌成就，生前就受到了人们的崇敬。人称“药王”，“药圣”，隋、唐两代都很器重他，知名人士亦多对他以礼事之。他去世后，人们在其故居的鉴山畔，虞诚奉祀。乔世宁序中云：“鉴山香火，于关中为盛，虽华岳吴镇弗逮焉。”孙思邈在日本也享有盛誉，尤其是日本名医丹波康赖和小岛尚质等对他十分崇拜。
宋徽宗敕封孙思邈为“妙应真人”，明清时期被尊称为“药王”。
唐·李世民：故知有道者，羡门、广成岂虚言哉！凿开经路，名魁大医。羽翼三圣，调和四时，降龙伏虎，拯衰救危。巍巍堂堂，百代之师。
宋·林道《省心录·论医》：无恒德者，不可以作医。
宋·叶梦得：孙真人为千金方两部，独伤寒未之尽，似未尽通仲景之言，故不敢深论。后三十年作千金翼论，伤寒者居半，盖始得之。
明·陈嘉谟《本草蒙筌》引《历代名医图赞》：唐孙真人，方药绝伦，扶危拯弱，应效如神。
明·夏树芳《法喜志·卷二》载：孙思邈知识广博，深通庄、老学说，对佛教典籍也无所不涉，被佛教尊为药师佛化身。
清·徐大椿：用意之奇，用药之功，亦自成一家，有不可磨灭之处。
清·周中孚：晁氏称议者，颇恨其独不及伤寒。
清·张璐：长沙为医门之圣，其立法诚为百世之师。继长沙而起者，惟孙真人《千金方》可与仲圣诸书颉颃上下也。伏读三十卷中，法良意美，圣谟洋洋，其辨治之条分缕析，制方之反激逆从，非神而明之，孰能与于斯乎。
