1988年在德国柏林技术大学生物化学及分子生物学研究所担任客座教授一职。20世纪80年代，孙曼霁与秦伯益、周廷冲带头上交军衔，成为中国第一批文职干部。1991年11月，当选为中国科学院生物学部学部委员（院士）。1993年3月，被选为中国人民政治协商会议第八届全国委员会委员和第八届全国人民代表大会代表，1998年3月被选为中国人民政治协商会议第九届全国委员会委员。2011年10月，孙曼霁曾向中国中央电视台寄语“忠诚，求是”。