栋在广州市与广东省三水县人何冰姿举行婚礼。二人育有二子二女。长子孙经武为一名化学系博士，曾居特拉华州。长女孙经文毕业于香港中文大学历史系，长期从事历史教学工作；也曾为中国历史教育学会会员，为争取中学保留中国历史科及改革历史课程而努力。次子孙纬武为美国华盛顿大学物理学系教授兼香港中文大学物理系荣誉教授。至于幼女孙允文是加州理工学院博士，现居于南加州。2003年4月，孙国栋的女儿孙经文及女婿吴家望在沙田排头村寓所内,疑遭他们僱用的菲律宾籍男佣工 Magno Cruz Manalili 谋杀。至翌年12月，疑