孙幼时，家无积书，当官后游历四方，随处搜访，传抄夹漈郑氏、方氏、林氏和吴氏等藏书，累积藏书5万余卷。时人周密称：“近年唯直斋陈氏书最多。”。又以20年的光阴撰成《直斋书录解题》56卷，将历代书籍分为53类，此书与晁公武的《郡斋读书志》齐名。原书已佚，《永乐大典》曾採录此书。另着有《吴兴人物志》、《氏族志》、《书解易解》、《书解》、《易解》、《系辞录》等，又编撰《长乐财赋志》十五卷、《秦隐君集》一卷、《柳宗元集》一卷及《武元衡集》一卷等，皆佚。