顼为皇太子，孙固又为侍读。赵顼即位为宋神宗，孙固历任工部郎中、天章阁侍制、知通进银台司。神宗经略西夏，孙固反对西夏用兵的政策，于是出知澶州。后来入知审刑院，再领银台、封驳兼侍读，判少府监。之前对神宗言王安石不可为相，王安石变法，孙固与他议事多不合，极言青苗法于民不便。加龙图阁直学士、知真定府。熙宁末年，孙固以枢密直学士知开封府。元丰初年，官至同知枢密院事。对越南用兵，建顺州，孙固请弃地，内徙二万户。宋神宗想要讨伐西夏，派宦官李宪为帅，他上书反对。孙固以太中大夫、枢密副使，进为知院事。因病去职，为观文殿大学士