1936年赴广州任中山大学访问教授。抗日战争期间前往昆明，出任国立西南联合大学地质地理气象系主任。抗战结束后回北平，继续任北京大学教授、地质系主任。中华人民共和国成立后，孙云铸继续在北大地质系任教。1950年加入九三学社。1952年院系调整后，出任地质部教育司司长。1955年当选中国科学院生物学地学部学部委员（院士）。1956年兼任地质部地质矿产研究所副所长。1960年起任地质科学研究院副院长、地层古生物研究室主任。他还曾任中国地质学会理事长，中国古生物学会会长、理事长，国际古生物学会副主席，中国海