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6月，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 [5] ;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3月，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1月，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 。
2014年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。
2014年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11月30日，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4月，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 。
2007年，孙茜通过相亲认识蔡远航，蔡远航是83版《西游记》中小唐僧的扮演者，某公司的副总裁。
2012年3月22日晚，蔡远航在北京世贸天阶巨幕下向孙茜求婚。
2013年，孙茜和蔡远航领取结婚证;8月4日，两人在北京某五星级酒店举行婚礼，春妮担任主持人，濮存昕担任主婚人，蓝天野、冯远征夫妇、郑晓龙夫妇、孙俪、胡军、朱军、梁天、英壮、李艾、李菁等出席，艺术家蓝天野作为新郎的家长出席。
2017年2月15日，孙茜于美国诞下男婴，成功升级成为幸福妈妈。
参演电视剧
红星照耀中国2016-10-20
饰演朱端绶 导演臧云飞 主演黄海冰, 邓英
红色护卫 2016
饰演陈子萱 导演虎子 主演张桐
灵与肉2016
饰演李秀芝 导演楼健 主演于小伟
芈月传2015-11-30
饰演向氏 导演郑晓龙 主演孙俪, 马苏, 方中信
黄河在咆哮 2015-08-20
饰演宋雨田 导演谷锦云 主演于洋, 黄薇
吉鸿昌2015
饰演胡红霞 导演康洪雷 主演唐国强, 孙洪涛
二炮手2014-12-24
饰演杨巧儿 导演康洪雷 主演孙红雷, 海清
婚战2014-03-07
饰演谢婉婷 导演刘新 主演王志飞, 万茜, 祖峰
新编辑部的故事2013-04-22
饰演红红 导演郑晓龙 主演黄海波, 陈好, 吕丽萍
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
参演电影
《你若安好》 2017
饰演梁婧娴 导演刘抒鹃 主演保剑锋
一句顶一万句2016-11-04
饰演章楚红 导演刘雨霖 主演毛孩, 刘蓓
六次别离2015
我的青春蜜友2014
饰演孙小荷 导演赵翀 主演彭博, 汤晶媚
一号目标2013
饰演何海宁 导演翟俊杰 主演刘小锋, 蒋勤勤
铁血丹心邓演达2011
饰演宋庆龄 导演何文凉 主演樊尚宏
心灵风暴2010
饰演美仑 导演金舸 主演朱晓渔
虎头要塞2010
饰演喜莲 导演胡明凯 主演刘小锋
龙顶2010
饰演孔晓丽 导演任钊萱 主演孔令首
第一书记2010
饰演德福妻 导演陈国星 主演杨立新, 何冰, 龚丽君
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) 。
