他從小體弱多病，又因為家裏窮，沒錢給他治病，差點死掉。多虧了壹個草藥醫生，他獲救後活了下來。飽受病痛和求醫難折磨的孫思邈決心學醫，為窮人治病止痛。讀了幾年經典，跟壹個老師學醫。他孜孜不倦地鉆研醫書，學會了治病，進步很快。由於博覽群書，他年輕時就成了著名的學者。隋文帝楊堅曾稱他為“郭子大夫”，唐太宗李世民冊封他，李治、，拜他為“諫大夫”，孫思邈不肯接受他的辭呈。他不求名利，拒絕做官當醫生的高尚品格，深受人們的尊敬。
孫思邈醫虎試圖治愈孫思邈的疾病，在針灸和藥物治療的同時，非常註重心理治療。《新唐書》記載，孫思邈在給當時的大文豪陸治病時，引經據典，指出“身有可治之病，天地有可除之災”，鼓勵他與病魔作鬥爭。終於被的鼓勵所感動，消除了憂郁，很快恢復了健康。
在行醫過程中，孫思邈勤於實踐，勇於創新。有壹次，他遇到壹個尿閉的垂危病人，急中生智，大膽嘗試將洋蔥葉插入病人尿道，導尿成功。洋蔥葉導尿術是世界上最早的導尿術，比1860年法國醫生納利敦發明的橡皮管早1000多年。
還有壹次，他用古籍記載的穴位治療腿痛，但沒有效果。孫思邈不墨守成規，勇敢地反復學習和練習，終於找到了正確的穴位，使病人以“A”和“是”來回應，從而治愈了腿痛。以後人們就把這種取穴和取法叫做“阿是穴”。
公元652年，孫思邈認真總結了唐朝以前的醫學理論和臨床經驗，並根據自己多年的醫療實踐，撰寫了30卷的《救急救亡圖存》。這是我國最早的醫學分類專著。該書廣泛收集前代名方、偏方，特別重視對小兒、婦科病的診治。首先提出了兒科和婦科的設置，並列在卷首。他還首次記錄了正確治療和預防腳氣的方法。歐洲人最早討論腳氣跛行是1642年，比他晚1000年。在內科、外科等疾病的診斷和預防，以及適應癥、食物營養、針灸等方面都非常細致。這部專著記載了臟腑、寒熱、虛實等232類5300余方。他首創復方，提出了壹方治多病或壹病多方治的方法。後來，孫思邈花了30年時間寫了30卷的《備急》續集，命名為《千女展翅》。壹開始是藥品目錄，收集了800多種藥品，詳細討論了它們的藥性、味道、適應癥，其中有壹些是以前沒有收錄的新藥、外來藥。他還專門記述了200多種藥物的采集和加工。他還繪制了三幅大型彩色針灸掛圖，其中人體前、後、側的12經脈用五種顏色繪制，奇經八脈用綠色繪制。後人常把這兩篇內容豐富的醫學文獻稱為《錢進方》。
孫思邈也是中國古代著名的長壽之人。當他壹百歲的時候，他“仍然活著，精神飽滿”。魏徵主修南北朝史時，曾多次拜訪孫思邈。他“口授，仿佛親眼目睹”。孫思邈對中國藥物學和醫學做出了傑出的貢獻，贏得了人們的尊敬和愛戴。後來被尊為“藥王”。明代，人們把他的醫書刻在吳彤的石碑上，立在陜西省耀縣東部的玉山上。這五塊石碑，刻有數萬字的藥方，保存完好，成為世界上罕見的藥方石刻。孫思邈居住和采集草藥的青山被重新命名為“王耀山”。