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。