后勤部司令部办公室任秘书。1994年12月升任秘书长。期间，他回到母校哈尔滨工业大学经济管理学院，在经济管理专业研究生班学习（1994年10月—1996年5月）。1999年10月，孙思敬调至解放军第一军医大学，历任副政治委员、政治委员。期间，他进入国防大学基本系学习四个月（2000年9月至2001年1月）。2002年10月调为解放军总医院政治委员；13个月后，他回到解放军总后勤部政治部，升任政治部主任。2005年12月，他升任总后勤部副政治委员兼纪律检查委员会书记、进入总后勤部党委常委，兼为中央军委纪律