1929年4月8日，孙家栋出生于辽宁复县。1942年，考入哈尔滨第一高等学校土木系，中途因二战“失学”。1948年9月，他通过资格审查，进入哈尔滨工业大学预科班专修俄文。1956年8月加入中国共产党，1958年毕业于苏联茹可夫斯基空军工程学院飞机设计专业。历任国防部五院一分院火箭总体设计部研究室主任、七机部五院院长、航空航天工业部副部长，中国航天工业总公司科技委主任等职。现任航天科技集团公司高级技术顾问、国家航天局特别顾问、总装备部科技委顾问。1999年荣获“两弹一星”功勋奖章。
2010年1月11日，一年一度的国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂隆重召开，孙家栋荣膺2009年度国家最高科学技术奖。当天上午10点，大会在雄壮的国歌声中开始。在热烈的掌声中，中共中央总书记、国家主席、中央军委主席胡锦涛，向获得2009年度国家最高科学技术奖的中国科学院院士谷超豪、中国科学院院士孙家栋颁发奖励证书，并同他们热情握手表示祝贺 。 孙家栋是我国 《奔月---中国探月工程总设计师孙家栋》
人造卫星技术和深空探测技术的开创者之一，为我国突破卫星基本技术、卫星返回技术、地球静止轨道卫星发射和定点技术、导航卫星组网技术和深空探测基本技术作出了重大贡献；为创建和发展我国人造卫星总体技术、卫星航天工程管理技术和深空探测技术，作出了系统的、创造性的成就和贡献。 孙家栋是我国月球探测的主要倡导者之一，提出了2020年前我国月球探测工程分三个阶段的实施方案，明确了我国月球探测的发展方向、目标和路线图。他担任月球探测一期工程的总设计师，确定了工程目标和工程总体方案，对工程各大系统的技术途径作出重要决策。 孙家栋现任北斗卫星导航工程、风云二号静止气象卫星航天工程的总设计师，继续活跃在我国航天技术的前沿领域。他为人正直，顾全大局，善于综合，敢于决策。他十分重视人才培养，通过航天工程实践，培养了一批优秀的航天科技人才。他的业绩受到我国航天界广大科技人员的敬佩和赞誉。 王建蒙先生创作了《奔月--中国探月工程总设计师孙家栋》(当代中国出版社出版)和《心系我星--著名航天工程技术专家孙家栋》（中国宇航出版社出版）。王建蒙本身就是一名从事航天发射及航天技术30年的航天专家，从字里行间可看出他对孙家栋的敬佩和对中国航天的热爱。 技术顾问。他每天的爱好依然是翻看大量资料，包括各国的航天资料和航天专业书籍。
