1982年9月26日,孙俪出生在上海一个普通的工人家庭,住在石库门房子里。孙俪上小学一年级时,孙俪母亲发现孙俪身上的文艺细胞后,便送她到上海市少年宫(中国福利会少年宫)学习舞蹈。孙俪学习认真努力,成绩名列前茅,也因此获得很多出国演出的机会。11岁的时候,因为舞蹈出众,孙俪还随上海东方小伙伴艺术团出访过英国、美国、日本等国家。
1997年,孙俪初中毕业,孙俪母亲为了女儿的前程,便将其送入了上海警备区战士业余文艺演出队。面对艰苦的军事训练,由最初的不适应到逐渐的克服和最后的脱颖而出,孙俪一直在努力着,并最终坚持了下来。2000年,孙俪退伍并进入了上海银都艺术学校学习。
2001年初,孙俪参加新加坡“新传媒8频道”举行的“才华横溢出新秀”,获得亚军及智慧大奖,随后,孙俪与退伍战士海岩创办的海润公司签订了合同,成为海润演艺经纪的第一个艺人;孙俪客串拍摄电视剧《情深深雨蒙蒙》,剧中为陆依萍(赵薇饰)伴舞;同年春,加入海润公司筹拍的大型电视剧。