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表演系，毕业后进入北京人艺工作。 2004年，参演首部电视剧《逆水寒》;2005年，参演电视剧《马鸣风萧萧》。 200
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》中担任女主角“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”;12月，参演胡军主演电视剧《金婚风雨情》 ;在电影《给我一支枪》中担任第一女主角，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，参演孙俪主演的古装剧《后宫甄嬛传》，饰演崔槿汐;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，在于冯远征、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》，饰演一名妇产科医生“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
个人生活
孙茜的丈夫蔡远航是83版《西游记》中小唐僧的扮演者，某大型集团的副总裁。2007年，两人通过相亲认识。
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，领取结婚证，8月4日，蔡远航与孙茜告别六年爱情长跑，在北京某五星级酒店，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、胡军、朱军、梁天、英壮、李艾、李菁等出席，老艺术家蓝天野作为新郎的家长出席。