宇文孝伯與宇文泰第四子宇文邕（北周武帝）同日出生，所以宇文泰很喜愛(ài)他，把他撫養(yǎng)在自己家中。宇文孝伯長(zhǎng)大后，又與宇文邕一同學(xué)習(xí)。武成元年（559年），宇文孝伯被任命為宗師上士，時(shí)年十六歲。宇文孝伯沉靜正直，喜歡率直而言。宇文邕即位后，想把他安置在自己身邊。當(dāng)時(shí)晉公宇文護(hù)把持朝政，宇文邕無(wú)法獨(dú)行其事，只得借口小時(shí)候與宇文孝伯一塊學(xué)習(xí)經(jīng)籍，可以借此互相啟發(fā)。宇文護(hù)因此沒(méi)有猜忌，宇文孝伯得以入朝擔(dān)任右侍上士，常常侍奉宇文邕讀書(shū)。

天和元年（566年），宇文孝伯升任小宗師，兼任右侍儀同。天和三年（568年），宇文孝伯的父親宇文深去世，朝廷詔命他在服喪期內(nèi)繼承父親安化公的爵位。宇文邕曾從容對(duì)宇文孝伯說(shuō)：“你對(duì)于我，好比漢高祖與盧綰一樣。”于是賞賜他十三環(huán)金帶。從此宇文孝伯總是隨侍在宇文邕左右，出入臥室，朝廷的機(jī)密大事，都得以參與。宇文孝伯也盡心盡力，無(wú)所顧忌。至于政事得失，宮外小事也都一一上奏。宇文邕對(duì)他十分信任，當(dāng)時(shí)沒(méi)有人能與他相比。宇文邕準(zhǔn)備處死宇文護(hù)時(shí)，秘密與衛(wèi)公宇文直策劃。只有宇文孝伯、王軌、宇文神舉等人得以積極參與。天和七年（572年），宇文邕處死宇文護(hù)，授任宇文孝伯為開(kāi)府儀同三司，后歷任司會(huì)中大夫、左右小宮伯、東宮左宮正。

建德年間（572年—578年）以后，皇太子宇文贇漸漸長(zhǎng)大，沒(méi)有美德，只親近小人。宇文孝伯對(duì)宇文邕說(shuō)：“皇太子為四海所仰慕，而沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)他的美德。微臣愧任宮官，應(yīng)當(dāng)受到責(zé)備。況且他年紀(jì)還輕，志向事業(yè)尚未成就，請(qǐng)認(rèn)真選擇正直的人，當(dāng)他的老師和朋友，調(diào)理皇太子，希望日有所得，月有所進(jìn)。如果不這樣做，那就后悔莫及了�！庇钗溺邍�(yán)肅地說(shuō)：“你家世代剛直，盡心效力。聽(tīng)到你這些話，確有家族遺風(fēng)�！庇钗男⒉�拜謝道：“說(shuō)出意見(jiàn)并不困難，最難的是接受意見(jiàn)。誠(chéng)懇希望陛下慎重考慮�！庇钗溺哒f(shuō)：“沒(méi)有比你更正直的人了�！庇谑侨蚊�尉遲運(yùn)為右宮正，宇文孝伯仍任左宮正。不久，授任宗師中大夫。

吐谷渾入侵北周邊境時(shí)，宇文邕詔命太子宇文贇征討。軍中諸事，大多由宇文孝伯決斷。隨即授任他為京兆尹。入朝任左宮伯，轉(zhuǎn)任右宮伯。有一次宇文孝伯陪侍宇文邕，宇文邕問(wèn)他：“我兒近來(lái)有點(diǎn)長(zhǎng)進(jìn)嗎？”宇文孝伯答道：“皇太子近來(lái)懼怕陛下，沒(méi)有過(guò)失。”后來(lái)王軌在宮中宴會(huì)上捋住宇文邕胡須，訴說(shuō)太子的過(guò)失，宇文邕停酒不飲，責(zé)備宇文孝伯說(shuō)：“你常常對(duì)我說(shuō)，太子沒(méi)有什么過(guò)錯(cuò)。如今王軌又這樣說(shuō)，你在欺騙我嗎？”宇文孝伯再次叩拜，說(shuō)道：“微臣聽(tīng)說(shuō)父子之間，別人很難說(shuō)什么話。微臣知道陛下不能忍痛割?lèi)?ài)，所以有些話到了嘴邊而沒(méi)有說(shuō)出來(lái)�！庇钗溺呙靼姿�的心意，沉默了很久，才說(shuō)道：“朕已托付給你，希望你自勉�！�

建德五年（576年），宇文邕率軍東征北齊，任命宇文孝伯為內(nèi)史下大夫，命令他留守京師，掌管內(nèi)閣政事。大軍返回后，宇文邕說(shuō)：“留守重任，無(wú)須戰(zhàn)功�！庇谑羌尤斡钗男⒉疄榇髮④�，進(jìn)封廣陵郡公，食邑三千戶，并賞賜金帛、女妓等。建德六年（577年），宇文孝伯仍任宗師。宇文邕每次外出視察，常常命令他在京師留守。后來(lái)宇文邕北征，到云陽(yáng)宮時(shí)病情加重。命令驛站急召宇文孝伯趕赴云陽(yáng)宮。宇文邕拉著他的手說(shuō)：“我估計(jì)我的病很難治愈，把后事托付給你�！碑�(dāng)天夜里，任命宇文孝伯為司衛(wèi)上大夫，總領(lǐng)宿衛(wèi)兵馬。又命令他騎著驛站的馬入京鎮(zhèn)守，防備出現(xiàn)異常情況。

宣政元年（578年），宇文邕去世，宇文贇即位，是為北周宣帝，任命宇文孝伯為小冢宰。宇文贇忌恨齊王宇文憲，想除掉他。對(duì)宇文孝伯說(shuō)：“你如果能為我除掉齊王，我就把他的官職爵位授給你�！庇钗男⒉�叩頭說(shuō)：“先帝遺詔，不許亂殺骨肉。齊王是陛下的叔父，既是近親，又有大功，是國(guó)家重臣，社稷棟梁。陛下如果隨便治罪處死，微臣又違心順從旨意，那么臣就是不忠之臣，陛下就是不孝之子了�！庇钗馁毑桓吲d，就逐漸疏遠(yuǎn)宇文孝伯。而與于智、王端、鄭譯等人秘密策劃此事。后來(lái)命令于智告發(fā)宇文憲圖謀反叛，派宇文孝伯召喚宇文憲入宮，殺掉宇文憲。

當(dāng)初，宇文贇西征時(shí)，在軍中犯有過(guò)錯(cuò)，鄭譯有時(shí)也參與作惡。軍隊(duì)回來(lái)后，宇文孝伯和王軌把這些事都告訴宇文邕，宇文邕大怒，打了宇文贇數(shù)十杖，又將鄭譯免官。到此時(shí)，鄭譯再次受到宇文贇的寵幸。宇文贇追恨挨打之事，問(wèn)鄭譯道：“我腳上的杖痕，是由誰(shuí)引起的？”鄭譯答道：“事情由宇文孝伯、王軌引起�！编嵶g又乘機(jī)說(shuō)出王軌捋宇文邕胡須的事。宇文贇就把王軌處死。尉遲運(yùn)害怕，私下對(duì)宇文孝伯說(shuō)：“我們一定免不了災(zāi)禍。怎么辦？”宇文孝伯回答說(shuō)：“如今家中有老母，地下有武帝，為臣為子，都應(yīng)當(dāng)知道該怎么辦。況且接受委托，侍奉他人，已經(jīng)獻(xiàn)身名譽(yù)和道義，規(guī)勸而不被采納，又怎么能貪圖活命呢？您如果只為自己性命打算，應(yīng)當(dāng)離我遠(yuǎn)一些�！庇谑歉魅税醋约合敕ㄐ惺隆２痪�，尉遲運(yùn)出任秦州總管。宇文贇荒廢事務(wù)，迷于佚樂(lè)，一天更甚一天，而且胡亂殺人，朝廷典章廢弛混亂，沒(méi)有法紀(jì)。宇文孝伯又連續(xù)懇切勸諫，都不被接受。從此更被疏遠(yuǎn)排斥。

宣政元年（578年）九月，稽胡反叛，宇文贇命令宇文孝伯為行軍總管，跟隨越王宇文盛討平稽胡。大成元年（579年），軍隊(duì)回來(lái)后，宇文贇打算殺掉宇文孝伯，就借口齊王宇文憲之事，責(zé)備他說(shuō)：“你知道齊王謀反，為什么不揭發(fā)？”宇文孝伯回答道：“微臣知道齊王忠于國(guó)家，被那群小人陷害，橫加罪名，微臣認(rèn)為說(shuō)了必定無(wú)用，所以不說(shuō)。況且先帝囑托微臣，只命令我輔導(dǎo)陛下，如今勸諫而不聽(tīng)從，實(shí)在辜負(fù)先帝的囑托。把這個(gè)當(dāng)做罪名，我甘心服罪�！庇钗馁毷�分慚愧，低頭不語(yǔ)。于是命令把他推出去，賜死家中，時(shí)年三十六歲。

隋文帝楊堅(jiān)受禪即位后，認(rèn)為宇文孝伯、王軌都是由于忠心耿耿而被治罪，下令將他們重新安葬，恢復(fù)他們的官職爵位。又曾經(jīng)對(duì)高颎說(shuō)道：“宇文孝伯實(shí)在是周?chē)?guó)的良臣，如果當(dāng)時(shí)此人在朝中，我們這些人就什么也干不成了�！�

宇文邕：“正人豈復(fù)過(guò)君�！�

楊堅(jiān)：“宇文孝伯實(shí)有周之良臣，若使此人在朝，我輩無(wú)措手處也�！�

令狐德棻《周書(shū)》：“王軌、宇文孝伯、神舉志惟無(wú)隱，盡言于父子之間，淫刑既逞，相繼夷滅。隋文之將登庸，人懷去就�！�

李延壽《北史》：“宇文測(cè)兄弟驅(qū)馳于經(jīng)綸之日，孝伯、神舉盡言于父子之間，觀其智勇忠概，并可追從于古人矣�！�

《周書(shū)·卷四十·列傳第三十二》

《北史·卷五十七·列傳第四十五》

祖父：宇文永

父親：宇文深，封安化公，官至京兆尹、司會(huì)中大夫。

兒子：宇文歆，襲封安化公。