1999年孙莉客串电视剧《达摩祖师》正式进入娱乐圈；2000年主演神话剧《天地传说之鱼美人》；2002年出演武侠剧《书剑恩仇录》而受到关注；2004年在神话剧《仙剑奇侠传》中饰演女娲后人青儿。

　　2004年3月8日和演员黄磊结婚，2006年两人育有一女黄忆慈，小名多多。

　　2014年，黄磊携女儿参与亲子节目《爸爸去哪儿第二季》，孙莉也为观众所熟知。