1999年孫莉客串電視劇《達(dá)摩祖師》正式進入娛樂圈，同年參演首部電影《操心家長》，飾演黃老師。
2000年主演神話劇《天地傳說之魚美人》和偵探懸疑劇《神探科藍(lán)》，分別飾演金牡丹和林皓穎；2002年孫莉和關(guān)詠荷、趙文卓等主演武俠劇《書劍恩仇錄》播出，孫莉飾演女配角李沅芷。
2004年在胡歌、劉亦菲、安以軒等主演的神話劇《仙劍奇?zhèn)b傳》中飾演女媧后人青兒；2006年在《聊齋奇女子之宦娘》中飾演女一號宦娘；2009年參演瓊瑤劇《新再見艷陽天》，飾演女一號謝秀巧，后退出娛樂圈。