2013年，孙伊涵参加了以“美丽世界·梦想中国”为主题的第六届新面孔中国模特大赛，获得中国模特大赛总决赛季军。
2014年4月，孙伊涵参加全国职业院校技能大赛模特表演赛，获得了模特服装表演项目和平面模特展示项目的一等奖；12月19日，参与录制综艺节目《天天向上》。
2015年6月15日，孙伊涵出席了华谊ELLE之夜的五周年庆典，并参与了庆典的特别节目LOL公益对抗慈善赛；12月27日，孙伊涵受邀出席第四届搜狐时尚盛典，获得“年度最美女人”奖。
2016年，主演青春校园电影《我心雀跃》，在片中饰演一个在青春期藏不住懵懂情愫的高中生刘唯唯，她则凭借该片获得了第十九届上海国际电影节亚洲新人奖的提名、第十届西宁First青年电影展最佳演员奖、第十一届华语青年影像论坛年度最佳女演员奖；12月，与郭富城、冯绍峰等合作出演魔幻爱情喜剧电影《西游记女儿国》，在片中饰演女儿国的护国大将军羊脂。
2017年1月，与邓超、彭于晏、赵丽颖等合作出演喜剧电影《乘风破浪》，在片中饰演与罗力有段苦涩感情的松子；10月，凭借电影《我心雀跃》，获得第二届意大利中国电影节最佳女演员奖；11月，在根据神尾叶子漫画《花样男子》改编的青春言情偶像剧《流星花园》中饰演女神般存在的滕唐静。
2018年8月，与张瀚生等合作主演爱情偶像剧《你敢求婚我敢嫁》，在剧中饰演面对爱情敢爱敢恨，面对事业从不服输的职场女性方糖。
2019年9月，主演高希希导演青春家庭情感成长剧《你好，昨天》，在剧中饰演小吉街少女周莉姿；12月6日，主演根据马伯庸悬疑惊悚小说《她死在QQ上》改编的恐怖惊悚电影《网络凶铃》。
2018年1月，孙伊涵参加了共享单车在上海举办的环保绿色出行活动，并倡议绿色出行保护环境人人有责。
模特奖项
2014-04-13全国职业院校技能大赛模特表演赛模特服装表演项目一等奖（获奖）
2014-04-13全国职业院校技能大赛模特表演赛平面模特展示项目一等奖（获奖）
2013第六届新面孔中国模特大赛季军（获奖）
人物奖项
2014第四届搜狐时尚盛典年度最美女人（获奖）
影视奖项
2017-10第2届意大利中国电影节最佳女演员我心雀跃（获奖）
2016-10第11届华语青年影像论坛年度最佳女演员奖我心雀跃（获奖）
2016-07第10届西宁First青年电影展最佳演员奖我心雀跃（获奖）
2016-06第19届上海国际电影节亚洲新人奖我心雀跃（提名）
孙伊涵不仅凭借其青春靓丽的甜美面容，获得了中国新面孔模特大赛评委的青睐，还在RanFan·范然时装发布会上，以凌厉冷艳的唯美气质，赢得了全场观众的目光。此外，孙伊涵时而甜美清新，宛如邻家小女孩般纯洁，时而鲜活顽皮，如同浓烈的夏日玫瑰。
孙伊涵是一位充满了青春活力的美少女。在出席活动时，她身着黑色丝绒镂空的束腰长款套装，简约却不失时尚感，展现出了其自然清爽的个人魅力。在拍摄写真时，她以印花连衣裙，搭配其蓬松的长发、清澈的眼神，诠释出了她的青涩潇洒与自由洒脱中透露出的简单随性、单纯可爱的阳光少女气息。而在电影《西游记女儿国》中，她的角色形象、风格也和以往大不一样，但演技却有着很大的突破。
