1929年4月8日，孫家棟出生于瓦房店市。

1942年，孫家棟考入哈爾濱第一高等學(xué)校土木系。

1948年，考入哈爾濱工業(yè)大學(xué)預(yù)科學(xué)習(xí)俄語(yǔ)，后轉(zhuǎn)入汽車(chē)系。新中國(guó)開(kāi)始組建空軍后，孫家棟作為急需的俄語(yǔ)翻譯人才被選送入伍。

1951年，孫家棟和另外29名軍人被派往蘇聯(lián)茹科夫斯基工程學(xué)院飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)。

1958年，畢業(yè)并獲得全蘇斯大林金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)�，回�?guó)后被分配到國(guó)防部第五研究院一分院從事導(dǎo)彈原創(chuàng)工作。

1960年，擔(dān)任型號(hào)總體主任設(shè)計(jì)師。

1967年，孫家棟擔(dān)任中國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人開(kāi)始，孫家棟又先后擔(dān)任了中國(guó)第一顆遙感探測(cè)衛(wèi)星、第一顆返回式衛(wèi)星的技術(shù)負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師，他還是中國(guó)通信衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星、地球資源探測(cè)衛(wèi)星、北斗導(dǎo)航衛(wèi)星等第二代應(yīng)用衛(wèi)星的工程總設(shè)計(jì)師。在中國(guó)自主研制發(fā)射的100個(gè)航天飛行器中，由孫家棟擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人、總設(shè)計(jì)師或工程總師的就有34顆，占整個(gè)中國(guó)航天飛行器的三分之一。被業(yè)界公認(rèn)為中國(guó)的“衛(wèi)星之父”。在研制試驗(yàn)過(guò)程中，深入實(shí)際，艱苦奮斗，帶領(lǐng)科技人員攻克了多項(xiàng)技術(shù)關(guān)鍵，解決了一系列技術(shù)問(wèn)題。他為中國(guó)東方紅一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射成功作出了重要貢獻(xiàn)。

1980年，獲七機(jī)部勞動(dòng)模范稱(chēng)號(hào)。

1984年，榮立航天部一等功。

1985年，獲兩項(xiàng)國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)特等獎(jiǎng)。

1989年，孫家棟擔(dān)任中國(guó)火箭進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)談判代表團(tuán)團(tuán)長(zhǎng)，參加中美兩國(guó)政府間的國(guó)際商業(yè)發(fā)射服務(wù)協(xié)議談判。

1992年，當(dāng)選中科院院士。

1996年，當(dāng)選國(guó)際歐亞科學(xué)院院士。

1999年，被授予兩彈一星功勛獎(jiǎng)?wù)隆?/p>

2003年，任中國(guó)探月工程總設(shè)計(jì)師。

2009年2月，受廣西壯族自治區(qū)人民政府聘請(qǐng)出任桂林電子科技大學(xué)名譽(yù)校長(zhǎng)。

2010年1月11日，在國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)上，獲得2009年度國(guó)家最高科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。

2011年9月2日，被聘為北華航天工業(yè)學(xué)院名譽(yù)校長(zhǎng)。

2018年10月，辟締思（PDC）未來(lái)學(xué)校在北京正式成立。該校由呼家樓中心小學(xué)倡導(dǎo)成立，坐落于朝陽(yáng)區(qū)酷車(chē)小鎮(zhèn)。北斗之父孫家棟受聘擔(dān)任學(xué)校名譽(yù)校長(zhǎng)。

孫家棟是中國(guó)人造衛(wèi)星技術(shù)和深空探測(cè)技術(shù)的開(kāi)創(chuàng)者之一，為中國(guó)突破衛(wèi)星基本技術(shù)、衛(wèi)星返回技術(shù)、地球靜止軌道衛(wèi)星發(fā)射和定點(diǎn)技術(shù)、導(dǎo)航衛(wèi)星組網(wǎng)技術(shù)和深空探測(cè)基本技術(shù)作出了重大貢獻(xiàn)；為創(chuàng)建和發(fā)展中國(guó)人造衛(wèi)星總體技術(shù)、衛(wèi)星航天工程管理技術(shù)和深空探測(cè)技術(shù)，作出了系統(tǒng)的、創(chuàng)造性的成就和貢獻(xiàn)。

孫家棟是中國(guó)月球探測(cè)的主要倡導(dǎo)者之一，提出了2020年前中國(guó)月球探測(cè)工程分三個(gè)階段的實(shí)施方案，明確了中國(guó)月球探測(cè)的發(fā)展方向、目標(biāo)和路線圖。他擔(dān)任月球探測(cè)一期工程的總設(shè)計(jì)師，確定了工程目標(biāo)和工程總體方案，對(duì)工程各大系統(tǒng)的技術(shù)途徑作出重要決策。

孫家棟是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航工程、風(fēng)云二號(hào)靜止氣象衛(wèi)星航天工程的總設(shè)計(jì)師，繼續(xù)活躍在中國(guó)航天技術(shù)的前沿領(lǐng)域。

2009年4月15日0時(shí)16分，孫家棟在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心參加指揮的北斗導(dǎo)航定位衛(wèi)星發(fā)射任務(wù)又一次獲得圓滿(mǎn)成功。這是中國(guó)自主研制發(fā)射的第100個(gè)航天飛行器，這之中孫家棟擔(dān)任技術(shù)負(fù)責(zé)人、總師或工程總師的就有34顆，在他領(lǐng)導(dǎo)下所發(fā)射的衛(wèi)星奇跡般地占整個(gè)中國(guó)航天飛行器的三分之一。孫家棟親歷、見(jiàn)證、參加、領(lǐng)導(dǎo)了中國(guó)航天的全部過(guò)程。

孫家棟是在中國(guó)航天事業(yè)發(fā)展歷程中成長(zhǎng)起來(lái)的優(yōu)秀科學(xué)家，也是中國(guó)航天事業(yè)的見(jiàn)證人。自第一顆人造地球衛(wèi)星首戰(zhàn)告捷起，到繞月探測(cè)工程的圓滿(mǎn)成功孫家棟幾十年來(lái)為中國(guó)航天的發(fā)展作出了突出貢獻(xiàn)，共和國(guó)不會(huì)忘記，人民不會(huì)忘記。我為您取得的成就感到驕傲。（錢(qián)學(xué)森評(píng)）

在中國(guó)的航天領(lǐng)域，孫家棟是很有權(quán)威性的。孫家棟幾乎把自己的一生都奉獻(xiàn)給了中國(guó)的航天事業(yè)。（人民網(wǎng)、歐陽(yáng)自遠(yuǎn)評(píng)）

他為人正直，顧全大局，善于綜合，敢于決策。他十分重視人才培養(yǎng)，通過(guò)航天工程實(shí)踐，培養(yǎng)了一批優(yōu)秀的航天科技人才。他的業(yè)績(jī)受到我國(guó)航天界廣大科技人員的敬佩和贊譽(yù)。（新華網(wǎng)評(píng)）

少年勤學(xué)，青年擔(dān)綱，你是國(guó)家的棟梁。導(dǎo)彈、衛(wèi)星、嫦娥、北斗、滿(mǎn)天星斗璀璨，寫(xiě)下你的傳奇。年過(guò)古稀未伏櫪，猶向蒼穹寄深情。（感動(dòng)中國(guó)頒獎(jiǎng)）

當(dāng)我們掌握了一定的航天技術(shù)以后，人類(lèi)的探索必然要向深空發(fā)展，第一步肯定就是月球。

繞月探測(cè)工程是一項(xiàng)自主創(chuàng)新的工程。我們所開(kāi)展的各方面工作，一定是“中華牌”。

假設(shè)你要決心發(fā)射，那這里頭就帶著一定的風(fēng)險(xiǎn)，我們絕對(duì)不希望發(fā)射失敗。

感覺(jué)到國(guó)家給這樣一個(gè)重任，受到國(guó)家的這樣一個(gè)信任，自己確實(shí)感覺(jué)到非常地榮幸，也愿意貢獻(xiàn)自己的一切力量。

嫦娥工程”呈現(xiàn)給世人的最大亮點(diǎn)是4個(gè)字——“自主創(chuàng)新”。

曾因左撇子被退學(xué)

1935年，孫家棟上學(xué)，和母親一樣，也是左撇子，不被學(xué)校接受，兩周以后退學(xué)。一年以后，孫家棟就學(xué)會(huì)熟練地使用右手。到營(yíng)口上學(xué)后，他已可左右開(kāi)弓打乒乓球，而且各科成績(jī)優(yōu)異。

紅燒肉“吃”出錦繡前程

1950年元宵節(jié)，很多同學(xué)回家團(tuán)圓，哈工大預(yù)科班安排學(xué)生晚餐吃紅燒肉。孫家棟決定吃完難得的紅燒肉，再回姐姐家。開(kāi)飯后，校領(lǐng)導(dǎo)突然來(lái)到餐廳通知在場(chǎng)學(xué)生空軍招人，當(dāng)晚就要趕往北京。孫家棟毫不猶豫地報(bào)了名。他當(dāng)時(shí)可能沒(méi)想到，貪饞也會(huì)貪出個(gè)錦繡前程。

相識(shí)108天后結(jié)婚

1959年8月9日，在孫家棟和魏素萍第一次見(jiàn)面后的第108天，按照兩人的約定，魏素萍帶著自己在哈爾濱“道里秋林”百貨商店量身定做的鏤花布拉吉和時(shí)髦高跟皮鞋，拎著提包，只身從哈爾濱跑到北京來(lái)找孫家棟。這一天，領(lǐng)導(dǎo)和同志們?yōu)樗麄儌z舉行了簡(jiǎn)樸、熱鬧的婚禮。

錢(qián)學(xué)森欽點(diǎn)主持設(shè)計(jì)“東方紅一號(hào)”

1967年，孫家棟開(kāi)始迎來(lái)人生的第一次輝煌。他被錢(qián)學(xué)森點(diǎn)將，調(diào)任第一顆人造衛(wèi)星總體設(shè)計(jì)師。他被提拔為型號(hào)總體設(shè)計(jì)室主任，他參與成功仿制“P-2”導(dǎo)彈、試射國(guó)產(chǎn)“東風(fēng)一號(hào)”導(dǎo)彈。