983年后，孙进入中共江苏省委，历任省委常委、省委秘书长、省级机关党委书记，中共徐州市委书记，省委常委、省委宣传部部长等职。1989年12月，晋升中共江苏省委副书记；1994年4月，调任广播电影电视部党组书记，同年5月任广电部部长。1998年3月，朱镕基组阁时，改任文化部部长。2003年3月17日，中华人民共和国国家主席胡锦涛发布第二号中华人民共和国主席令，根据中华人民共和国第十届全国人民代表大会第一次会议的决定，孙家正被任命为文化部部长，直至2008年3月任期届满。2006年11月，当选中国文学艺