2010年出演数字电影《失忆迷城》，自此开始演艺事业。
2011年获得美丽宜兴中华环保形象大使最佳微笑奖。同年主演数字电影《午夜惊梦》、《警局无贼》。
2012年在林永健主演的革命传奇剧《大抉择》中饰演尚丽晶。同年参演冯绍峰主演的古装偶像爱情剧《兰陵王》饰皇后身边的婢女红萼。
2013年出演隋晓东执导的谍战剧《侠探高飞》，饰演从英国留学回来的数学专家贺敏，擅长破译密码，和分析数字谜语。6月出演小柯亲手操刀创作的第一部音乐剧《因为爱情》。
2015年，参与罗晋、王丽坤主演的古装神话剧《封神》 ;在谭俏执导的抗战剧《最后的战士》中饰演土家族姑娘阿兰朵，经历家庭巨变慢慢蜕变成为一名战地医生，并为自己的爱人牺牲 。
2016年，孙艺宁出演纪念红军长征胜利80周年革命历史题材剧《长征大会师》，在剧中饰演贺子珍的警卫员钟秀霞 。8月，孙艺宁主演的青春抗战剧《学生兵》杀青，在剧中饰演心怀爱国热血的女学生许可一。同年参演郑晓龙执导的《急诊科医生》。
2017年4月，主演的古装爱情剧《双世宠妃》在横店杀青，孙艺宁化身暖心小助攻，将上演一个八面玲珑忠心不二的鬼马小跟班 。
