名进士（榜眼），授翰林院编修，充三通馆校理。干隆五十四年（1789年）散馆，试厉志赋，用《史记》「如畏」典故，大学士和珅疑为别字，置为三等，改部属用。官刑部主事，为法宽恕，深得大学士阿桂、尚书胡季堂器重。洊升郎中。干隆六十年（1795年），授山东兖沂曹济道。嘉庆元年（1796年）七月，曹南水漫滩溃，在单县决口，孙星衍与按察使康基田率人奋战抵御五昼夜，未酿成大祸。不久，权按察使。嘉庆四年（1799年），丁母忧归里，浙江巡抚阮元聘其为诂经精舍主讲。服阕入都，仍发往山东。嘉庆十年（1805年），补山东督粮道。