周武帝宇文邕天和元年（566年）担任小宗师、右侍仪同。其父去世后继承安化公爵位。建德元年（572年）与北周武帝一同预谋诛杀宇文护。之后宇文孝伯被授予开府仪同三司、东宫左宫正，负责辅佐皇太子宇文赟。建德五年（576年）与宇文赟、王轨、郑译等人一同讨伐吐谷浑。宇文赟和郑译有所过错，军队班师回朝后宇文孝伯和王轨将二人的过失上报给宇文邕。宇文邕大怒，用棍子抽打宇文赟数十下，并革除郑译官职。宇文赟怀恨在心，但不知道是谁告状。之后宇文孝伯被授予大将军，爵位升为广陵郡公。宇文邕去世，北周宣帝宇文赟继位后宇文孝伯担