从2000年起，影片天堂口中的社团大哥，七剑中的杀手烽火连城，蒙古王中的大将扎木合，和电视剧军歌嘹亮中的高大山，以及落地请开手机中小混混沈亢。在这些作品当中他所扮演的角色几乎无一例外都是外表强悍的英雄或穷凶极恶的匪徒与恶棍之类，凭借这些荧幕形象孙红雷开始迅速走红。
　　其实，孙红雷的成名之路也不是一帆风顺的。上世纪70年代，他出生于哈尔滨市。学生时代的孙红雷生性好动、喜欢跳霹雳舞，上中学时他常常晚上逃课去哈尔滨青年宫跳舞。1988年孙红雷到重庆参加全国第二届霹雳舞大赛获得了二等奖，获奖后孙红雷被中国歌剧舞剧院发掘，进入中国霹雳舞明星艺术团。

　　1995年，孙红雷参加了中央戏剧学院的考试。由于没有提前做准备，他被告知只有表演系音乐剧班还有招生名额。音乐剧班对考生的形体要求非常高，于是孙红雷开始减肥。一个月过去了，孙红雷的体重减了36斤，当年有700多人参加音乐剧班补招报名，只有孙红雷一人被录取。
　　1997年孙红雷从中央戏剧学院表演系音乐剧班毕业，因为是旁听生，孙红雷毕业时只拿到一张结业证。
　　1998年，孙红雷在改编自海岩同名小说的电视剧《永不瞑目》中饰演建军，戏份不多。
　　1999年，孙红雷参演首部电影《我的父亲母亲》，正式进入电影圈。
　　2000年，凭借话剧《三毛钱歌剧》获得第17届中国戏剧梅花奖；同年参演电视剧《像雾像雨又像风》，凭借在剧中饰演的阿莱而成名。
　　2003年，参演警匪电视剧《征服》，饰演残忍狂妄的黑帮老大刘华强 ；同年凭借电影《周渔的火车》获得第10届北京大学生电影节最佳男主角奖 。
　　2004年，凭借《军歌嘹亮》获得中国电视界最受大众欢迎十佳演员奖。
　　2005年，与甄子丹、黎明、张静初共同主演徐克执导的古装武侠片《七剑》中饰演刽子手烽火连城。
　　2006年，孙红雷和陈小艺主演的电视剧《半路夫妻》播出后收视率不俗 ，该片在电视剧风云盛典组委会公布的2005年中国内地电视剧收视率前50强名单中排名第4位。
　　2007年，主演吴森宇监制的电影《天堂口》，饰演天堂夜总会的老板洪哥。
　　2008年，主演谍战剧《潜伏》，饰演外表世俗圆滑但是内心坚强的共产党员余则成。
　　2009年电视剧《潜伏》在北京卫视、东方卫视、重庆卫视、黑龙江卫视同时上星播出，该剧在北京卫视创下平均9.1%的高收视率，4月15日的收视率更是超过了14%；凭借《潜伏》孙红雷获得第27届中国电视剧飞天奖优秀男演员奖。