2006年10月，出演改編自金琸桓的長篇小說《我，黃真伊》、由金哲奎導(dǎo)演、尹善珠編劇的KBS2古裝愛情劇《黃真伊》，以演員身份出道，飾演妓生。

2008年11月，出演由盧度哲執(zhí)導(dǎo)的MBC醫(yī)學(xué)類電視劇《綜合醫(yī)院2》，飾演手術(shù)室護(hù)士孫瑪麗。

2009年1月，出演由金坪中執(zhí)導(dǎo)的tvN、Mega Plus犯罪刑偵推理劇《神秘刑警》。3月，出演由樸俊和、崔奎植、白承龍執(zhí)導(dǎo)的tvN愛情喜劇《沒禮貌的英愛小姐5》，飾演孫星允。10月，出演tvN《沒禮貌的英愛小姐6》。

2010年1月，出演由權(quán)錫章導(dǎo)演、徐淑香編劇的MBC愛情喜劇《Pasta》，飾演退出派廚師樸燦熙。

2011年1月，出演由權(quán)錫章執(zhí)導(dǎo)、張英實(shí)編劇的MBC浪漫愛情喜劇《我的公主》 ，飾演申尚宮申美笑。7月，出演由盧智雪作家與樸炯基導(dǎo)演攜手打造的SBS浪漫愛情喜劇《女人的香氣》，飾演李妍采的同事、Line Tour安排組代理、別名Veronica的南娜莉。7月，出演由朱圣宇執(zhí)導(dǎo)、樸賢洙編劇的MBC愛情家庭劇《愛情萬萬歲》，飾演珠莉的同事。

2012年2月，出演由吳鐘祿執(zhí)導(dǎo)、黃紹允編劇的tvN都市言情偶像劇《一年十二個男人》，飾演美露的同事張敏珠。

2013年1月，出演由金元勇執(zhí)導(dǎo)、李恩珠編劇的KBS時代劇《蔘生》，飾演奉錦玉，是五代單傳奉武龍中醫(yī)師晚年得女的寶貝女兒，集三千寵愛於一身，嬌生慣養(yǎng)，目中無人。9月，客串出演由金南元、崔秉吉導(dǎo)演、崔賢京編劇的愛情家庭劇《愛能給別人嗎》，飾演星敏。11月，出演由閔鎮(zhèn)基導(dǎo)演的tvN軍隊(duì)題材喜劇《藍(lán)色巨塔》，飾演宥利。

2014年7月，出演由閔鎮(zhèn)基導(dǎo)演、鄭仁煥編劇的tvN農(nóng)村題材喜劇《黃金巨塔》，飾演八字。8月，出演由劉允京編劇與金尚協(xié)導(dǎo)演聯(lián)手打造的MBC家庭劇《媽媽》，飾演文泰柱公司職員、鄭俊浩的上司姜來妍。

2015年4月，出演由金亨碩執(zhí)導(dǎo)的KBS獨(dú)幕劇《Drama Special－滑稽的女子》，飾演吳正宇法官研修院的同學(xué)兼同事南雅瑩，是吳法官研修院時期的初戀。

2019年2月6日，參演的電視劇《觸及真心》在韓國播出，在劇中飾演柳夏天。6月3日，主演的電視劇《太陽的季節(jié)》在韓國KBS2電視臺播出，在劇中飾演青年張正熙。

2006年出道的孫星允，在參與拍攝2010年的MBC電視劇《Pasta》、有線電視頻道tvN的電視劇《無理的英愛小姐》第5、6季之前，經(jīng)歷了長久的無名時期。通過不斷默默地積累演技經(jīng)驗(yàn)，2009年孫星允終于在《pasta》面試成功，并幸運(yùn)地獲得了錄制《無理的英愛小姐》的機(jī)會。以此為契機(jī)，孫星允在演藝道路上順利發(fā)展起來，在電視小說《蔘生》中演繹奉錦玉一角，切實(shí)地展現(xiàn)了穩(wěn)定且自然的演技實(shí)力。在電視劇《媽媽》中的熱情表演也受到前輩們的連連稱贊。（韓網(wǎng)mydaily評）