1970年，孙彦军在巴彦港镇干了3个月的临时工，随后便被招工到大庆在油田采油。
1972年春，孙彦军被抽调到总厂参加排演大型话剧《年轻的一代》，饰演老干部林坚，这是其第一次接触到话剧。
1973年3月，孙彦军考入中央五七艺术大学戏剧学院表演系。1976年毕业后进入大庆油田文化站。1979年调入中国青年艺术剧院担任演员。
1979年，孙彦军与冯汉元、张秀芳等主演了反映农民问题的话剧《金钥匙》，在剧中扮演了引导乡亲脱贫致富的农村复员军人形象。
1980年，孙彦军主演了法国作家埃·罗希莱斯的话剧《蒙塞拉》，扮演头号反面人物“伊斯基耶多”，一位残暴却又狡猾的殖民统治者，凭此角色获得文化部青年演员表演二等奖。
1981年，孙彦军与魏巍、杨蓉等主演了故事片《明天回答你》；随后又主演了古装舞台剧《老风流镇》，该片是其唯一一出主演过的古装舞台剧，其饰演了倜傥洒脱的钦差“范无尘”。
1984年，参演了由林世芳、徐雷、郭珊珊等主演的反映当代纺织女工生活的话剧《街上流行红裙子》，孙彦军在剧中饰演正直、真诚又善解人意的民警“董晓勤”。
1986年，孙彦军主演了话剧《死罪》，饰演一位爱国将领张自忠身边的骁将，是战场上英雄，又是劣迹不除的狗熊的双重性悲剧人物“孙二勇”。
1988年，搭档巫刚、孙飞虎，主演了彩色故事片《刺杀汪精卫》，孙彦军饰演汉奸汪精卫。
1990年，参演了由储智博、娄际成、申军谊主演的剧情片《兵临绝境》，孙彦军饰演违心签署投降日军命令而自杀的国民党军长“梁梦征”。
1994年10月23日，根据中国古典文学四大名著之一的《三国演义》改编的同名电视剧首播，孙彦军与唐国强、鲍国安、陆树铭、李靖飞等共同主演，其在片中饰演蜀汉的开国之君“刘备”。
1995年，孙彦军与陆玲、刘琳、王辉、潘婕等主演了电视剧《反贪局长》，饰演反贪局长“肖剑”。
1997年，与陆树铭、李靖飞、吴晓东等再度合作，主演了历史剧《孙武》，孙彦军不但在剧中饰演主人公“孙武”，还与张中一共同担任了导演一职。
1999年6月8日，孙彦军与陆树铭、寇振海、陶红、胡靖钒等主演的《在这个家庭里》在北京海淀剧院演出，该剧是孙彦军的话剧告别演出，从此其退出舞台。
2000年9月，孙彦军辞去中国青年艺术剧院副院长一职，就任由香港亚视与宝光度假娱乐公司联合创办的广东亚视演艺职业学院院长。
2005年，孙彦军重返影视圈，主演了以2008年北京奥运会为背景的商战剧《巨人游戏》，在剧中出演大反派广通房地产公司总裁“胡四海”。
2010年，参演了由赵浚凯、刘国彤执导，董勇、王学兵、赵子惠等主演的抗战题材电视剧《平原枪声》。
2011年，与陆树铭、李靖飞再度聚首，参演了由赵镭执导，徐飒、刘晓虎等领衔主演的古装神话传奇剧《香山奇缘》，孙彦军在剧中饰演忠臣“郑国公”。
孙彦军的父亲是一名军人在其10岁时去世，母亲在其18岁时去世。孙彦军兄弟姐妹共4人。
话剧奖项
在法国作家埃·罗希莱斯的《蒙塞拉》中，孙彦军扮演头号反面人物伊斯基耶多。他自己在“丑化”刽子手的过程中，把握了人物的“悖理”心态，使舞台形象抹去了演反派人物概念的色彩。而在《死罪》的舞台上，孙彦军除了充分强化形体动作外，更充分地外化人物矛盾、苦涩的内心世界，出色地把握了人物双重自我的表演。
孙彦军版刘备非常符合小说中“哭出”江山的形象，他将刘备的仁义、善良和偶尔的优柔寡断演绎的非常到位。