孫堅成長于單親家庭,由媽媽一手帶大。由于年幼時期孫堅的生父生意失敗沾染上毒品,母子倆的“惡夢”就此開始了,居無定所導致他童年記憶混亂,沒有真正的美好回憶。媽媽甚至還因家庭變故欲輕生,好在母子兩人一起互相支撐,互相打氣,最終挺過了那段最艱難的日子。父親吸毒,一度家徒四壁,直到他16歲時父親因吸毒去世。然而對他很好的繼父后來也因病去世。孫堅高中就讀于西安高級中學,讀完高二的孫堅一心想多賺錢減輕母親負擔,高三時便執意輟學,去餐廳當起了服務員。為了能到北京追尋演員夢,在母親的勸說下孫堅才返校復讀。復讀兩年后,孫堅成為當年陜西省唯一一位以理科生身份考上表演院校的學生,與唐嫣,文章,白百合成為了大學同班同學。
孫堅2004年,參演謝洪執導的電視劇《摩梭女兒國》,這也是他個人首部電視劇作品,從而進入演藝圈。2007年3月,在谷智鑫,錢楓主演的年代劇《恰同學少年》中飾演毛澤東的同學本性善良的少爺王子鵬。2009年4月,拍攝由八一電影制片廠出品的軍旅劇《為了新中國前進》,在劇中飾演多才多藝的文藝兵朱三亮。2010年10月,與鄭元暢,李菲兒聯合主演的都市偶像劇《歡迎愛光臨》播出,在劇中飾演個性細心體貼的快遞員王寶強；10月23日,主演陳啟峻執導的民國劇《刁蠻新娘》,在劇中飾演外表英俊瀟灑的戴家二少爺戴君濤。2011年8月,參與拍攝由杜淳,何晟銘,袁姍姍主演的古裝劇《宮鎖珠簾》,在劇中飾演內務府總管李慶喜。寫真集2012年7月,主演都市偶像劇《無懈可擊之藍色夢想》,在劇中飾演徐浩廷的死黨安洋；12月,其參演的古裝劇《美人無淚》播出,在劇中飾演海蘭珠的弟弟阿古拉。2013年5月,與袁姍姍,俞灝明共同主演民國劇《愛在春天》,在劇中飾演出身名門望族的富家公子陸達生。2014年2月,主演蔣家駿執導的時裝都市劇《愛的婦產科》,在劇中飾演醫術造詣高深的新生兒科專家萬源；5月,與陳妍希,包貝爾合作拍攝愛情片《年少輕狂》,在片中飾演鄧小余的大學同學胡多多；9月,出演陳勛奇執導的愛情片《緣來是游戲》,在片中飾演個性不羈的豪門富家公子田嘉亮；12月,與黃渤,倪大紅聯合主演諜戰劇《鋒刃》,在劇中飾演心地善良的情報人員韓子生。2015年5月24日,其主演的時裝都市劇《愛的婦產科2》播出；7月,出演改編自同名小說的網絡劇《納妾記》,在劇中飾演穿越到明朝永樂年間的法醫楊秋池；8月,主演愛情片《我是奮青》,在片中飾演文質彬彬的情感作家許天天。2016年,在范金軒執導的都市喜劇《整垮前女友》中飾演內心擁有遠大抱負理想的青年金麒麟；5月,其出演的懸疑片《謊言大爆炸》上映,在片中飾演巧舌如簧的廣告公司白領秦衛；同年,與何琢言合作拍攝諜戰劇《守衛者》,在劇中飾演國安局偵查處處員邵鵬。相冊2017年2月,在鐘少雄執導的喜劇片《瘋岳撬佳人》中飾演張子墨的前男友明星方捷；4月,主演抗戰劇《怒海紅塵》,在劇中飾演出身黃埔軍校的優秀學員蕭水寒；9月,與陳燃共同主演愛情片《蜜月計劃》,在片中飾演個性溫柔體貼的暖男王嘉樹；11月,在黃軒,竇驍,周一圍主演的魔幻劇《九州·海上牧云記》中飾演氣質文雅,心思細密的二皇子牧云陸；此外,他還出演了都市輕喜劇《我的早更女友》。2019年2月12日,與馬麗,潘粵明聯合主演都市情感輕喜劇《逆流而上的你》播出,在劇中飾演任職于凱源地產的董事長鄒凱；同年,出演趙麗穎,王一博主演的古裝武俠劇《有翡》在劇中飾演殷沛。2020年6月21日,其主演的當代劇《灣區兒女》播出,在片中飾演黃梓建；9月4日,以助陣嘉賓身份參與《乘風破浪的姐姐》成團之夜。2021年4月16日,加盟湖南衛視明星模仿秀節目《百變大咖秀第六季》“模王”之夜。6月16日,參演電視劇《我們的新時代》在北京衛視,東方衛視首播,并在騰訊視頻,愛奇藝,優酷同步播出。參演電視劇《理想照耀中國》。2022年4月28日,領銜主演的當代都市劇《新居之約》播出；5月6日,特別主演的都市劇《打開生活的正確方式》宣布殺青。6月15日,主演的重大革命歷史題材電視劇《數風流人物》播出,在劇中飾演張國燾。2023年1月24日,參演的《打開生活的正確方式》播出。2月10日,參加的《我們的客棧》播出。2月16日,主演的電視劇《執行局》殺青并官宣陣容。5月3日參演的《溫暖的甜蜜的》在湖南衛視,芒果TV播出。
2017年4月,作為小藍單車的形象大使,在個人微博上發布了一張身騎小藍單車的照片,并發起騎行接力活動,呼吁低碳出行,守護藍色星球。
孫堅五官精致,面孔英俊,擁有陽光般的微笑和扎實的表演基礎功底,可塑性極強。在電視劇《歡喜婆婆俏媳婦》中將角色特點恰到好處的把握毫不突兀。在《宮鎖珠簾》里,孫堅用靈性的表演將李公公得勢后更加左右逢源顯露其貪財陰狠的本性拿捏得入木三分。在《年少輕狂》中,將一個小人物逆襲的心路歷程表演得收放自如。他有著較強的角色處理能力,能夠輕松的把握角色的精髓之處,從而使角色演繹的更為生動化。孫堅是圈內公認的時尚達人,對潮流趨勢有著十足的敏銳度。在現實生活中他經常搞笑賣萌,個性開朗,是個十足的潮男,不僅在穿衣風格上其極富個性,在日常生活中的方方面面也極其講究。