1983年8月进入山西铝厂任调度员，1984年7月加入中国共产党，1995年成为第一矿矿长。历任山西铝厂副厂长、厂长，2002年任中国铝业股份有限公司山西分公司总经理，之后先后任中国铝业股份有限公司副总裁、中国铝业公司副总经理。2006年，孙兆学调任中国黄金集团总经理，2012年入围CCTV中国经济年度人物。2013年10月被调回中铝，任中国铝业公司董事、总经理、党组成员。他也是第十届全国人民代表大会代表，第十二届中国人民政治协商会议委员。2014年9月15日，孙兆学因涉嫌严重违纪违法被中纪委调查。落马