大地震时，曾担任国务院抗震救灾指挥部救援组组长、军地联合前线指挥部指挥长等职务。2009年1月，任中国人民解放军副总参谋长。2016年1月，任新成立的中央军委联合参谋部副参谋长。2018年2月24日，当选为第十三届全国人大代表。2006年7月，晋升海军中将军衔。2011年6月29日，晋升海军上将军衔。
家庭.孙建国的妻子郭亚秋是一名潜艇教员；两人育有一子：孙潜。