2002年，孙伟进入徐州市少年儿童体校击剑队训练。2005年，孙伟进入江苏省击剑队。2008年入选国家击剑队。2009年，孙伟获得全国击剑锦标赛男子佩剑个人亚军。2010年，孙伟获得全国青年击剑锦标赛男子佩剑个人、团体冠军 。2013年在西班牙马德里击剑世界杯中，孙伟获得男子佩剑团体亚军。2014年在仁川亚运会击剑男子佩剑个人赛中，孙伟收获一枚铜牌 。2015年在全国大学生击剑锦标赛中，孙伟获得男子佩剑个人季军、团体冠军 。2016年8月，在里约热内卢奥运会击剑男子佩剑个人赛中，孙伟不敌对手止步32强。