主陕西乡试。道光十八年（1838年）任陕西道监察御史，次年任顺天乡试同考官。道光二十二年（1842年）任户部银库查库御史、鸿胪寺少卿，旋即革职。道光二十三年（1843年），因户部库丁舞弊一案牵连，交部严加议处。太平天国兴起后，势如破竹。孙日萱在籍筹办团练。咸丰五年（1855年），太平军攻徽州府城，孙日萱与前太平府学教授杨惺予收集溃散，竭力坚守。城破，孙日萱在北门战死。光绪三年（1877年），朝廷下旨在河南建立专祠，在休宁捐建专祠