孙丹梓6岁起开始学习钢琴和舞蹈,并且加入哈尔滨少年宫小雪花艺术团赴香港演出。因为个子比较高的缘故,孙丹梓从高中时候起我就参加过一些模特大赛;高二暑假参加哈尔滨啤酒纯生小姐风尚大选还拿到了冠军。她上的是普通高中,从小也没接受过什么专业的艺术训练,想考中戏完全是出于自己对表演的兴趣。2006年,她获得中国职业模特大赛黑龙江赛区冠军,随后,又获得了亚洲超级模特大赛中国赛区亚军[5-6] 。2008年,她同时收到中央戏剧学院、北京电影学院及北京服装学院通知书。由于中央戏剧学院专业成绩全国第一,而决定选择中央戏剧学院表演系 。
2014年5月,出演的近代革命剧《雪鹰》播出,她在剧中饰演夜寒,演绎了一个从邪门组织成员转变为一名共产党女八路的角色;随后,她在抗战传奇剧《东江英雄刘黑仔》中饰演女二号阿娇,剧中悲苦的生活经历让很多观众所怜悯 。同年,与于荣光、金素妍、秋瓷炫共同合作演出音乐电影《丽江之恋》。
2015年2月,与蓝心妍、陈月末、张一鸾等主演的《龙汇镖局》播出,她在剧中饰演才华横溢、品貌双全却身手不凡的大家闺秀孟秋 。12月,在辽宁卫视播出的犯罪题材剧《走进看守所》中饰演单纯的女杀人犯百灵。
2016年8月,参演的时尚情感偶像剧《城市恋人》在浙江卫视播出,她与崔智友、秦浩、李东学合作,在剧中饰演廖燕蝶的助理维娜 。2017年3月,由林雨申,杨烁主演的公安题材剧《江城警事》播出,她在剧中饰演90后叛逆女孩儿徐嘉敏 。6月,与赵文卓、童瑶共同主演的音乐片《爱的新绿色》在四川开机 。
2015年11月,受邀参加首届“光年盛典”,主办方启动了捐资助学公益计划,并为孙丹梓颁发了“光年之星“奖杯以及“明星公益大使”称号