中华人民共和国成立后，历任西南军政委员会秘书长，中央人民政府政务院副秘书长，国务院第三办公室副主任，国家经济委员会副主任，第三机械工业部部长等职。在担任西南军政委员会秘书长期间，曾参加西藏和平解放谈判，并参与签订《十七条协议》。1958年，在中国共产党第八次全国代表大会第二次会议上，当选为中国共产党中央委员会候补委员。他还担任中华人民共和国国防委员会委员、中国人民政治协商会议全国委员会委员等职务。1966年10月11日，孙志远因病在北京逝世，享年55岁。