1929年4月8日，孙家栋出生于瓦房店万家岭镇老爷庙村。

1942年，考入哈尔滨第一高等学校土木系。

1948年，考入哈尔滨工业大学预科学习俄语，后转入汽车系。新中国开始组建空军后，孙家栋作为急需的俄语翻译人才被选送入伍。

1951年，孙家栋和另外29名军人被派往苏联茹科夫斯基工程学院飞机发动机专业学习。

1956年，加入中国共产党。

1958年，毕业并获得全苏斯大林金质奖章，回国后被分配到国防部第五研究院一分院从事导弹原创工作。

1960年，担任型号总体主任设计师。孙家栋

1967年，担任中国第一颗人造地球卫星总体设计负责人开始，孙家栋又先后担任了中国第一颗遥感探测卫星、第一颗返回式卫星的技术负责人、总设计师，他还是中国通信卫星、气象卫星、地球资源探测卫星、北斗导航卫星等第二代应用卫星的工程总设计师。在中国自主研制发射的100个航天飞行器中，由孙家栋担任技术负责人、总设计师或工程总师的就有34颗，占整个中国航天飞行器的三分之一。被业界公认为中国的“卫星之父”。在研制试验过程中，深入实际，艰苦奋斗，带领科技人员攻克了多项技术关键，解决了一系列技术问题。他为中国东方红一号卫星发射成功作出了重要贡献。

1982年，任航天部总工程师。

孙家栋

1985年，任航天部副部长。

1986年，任中国第二代卫星“东方红三号”，“风云二号”、中巴合作第一颗地球资源卫星总设计师。

1988年，当选国际宇航科学院院士。

1989年，担任中国火箭进入国际市场谈判代表团团长，参加中美两国政府间的国际商业发射服务协议谈判。

1992年，当选中科院院士。

1996年，当选国际欧亚科学院院士。

2003年，任中国探月工程总设计师。

2009年2月，受广西壮族自治区人民政府聘请出任桂林电子科技大学名誉校长。

2011年9月2日，被聘为北华航天工业学院名誉校长。

2018年10月，辟缔思（PDC）未来学校在北京正式成立。该校由呼家楼中心小学倡导成立，坐落于朝阳区酷车小镇。北斗之父孙家栋受聘担任学校名誉校长。