二零零八年，她通过参演韩国有线电视台OCN的剧集《不要问过去》正式出道，开启了演艺生涯；同年，她首次登上大银幕，出演了电影《Humming》。在杂志画报拍摄工作之外，二零零九年她出演了KBS电视剧《公主归来》，在剧中饰演了金艺娜一角；同年她还参与拍摄了电影《女高怪谈5》以及电影《视线1318》，进一步积累了表演经验。二零一零年，她在MBC电视剧《欲望之火》中饰演了金美珍；同年九月，她出席了第四十七届韩国大钟电影节的开幕式；自十一月二十七日起，她开始作为固定成员出演KBS的综艺节目《百分满分》。二零一一年一月十五日，她出演了综艺节目《百分满分》的最后一集；随后她加入了韩国电影《枪手》的拍摄，并担任了女主角；此后她又参演了KBS的剧集《纪子，去首尔吧》；同年七月，她在KBS月火剧《间谍明月》中饰演了国家安全局人员柳多惠。到了十一月，她则在SBS日日连续剧《我的女儿是花儿》中饰演了殷采晶这一角色。二零一二年二月，她出席了第一届Gaon Chart K-POP颁奖盛典；三月，她受邀担任了第十三届全州国际电影节的宣传大使；四月，她参演了KBS月火剧《爱情雨》的前四集，饰演青年时期的白惠晶；八月，她在MBC周末剧《May Queen》中出演，扮演了天地集团的千金张仁花；同年她还作为嘉宾参加了MBC综艺节目《我们结婚了》，共计出演了四期节目。在新闻采访活动之外，二零一三年她客串出演了《来自星星的你》的第四集，饰演历史人物黄真伊；同年八月，她作为女二号主演了JTBC月火剧《她的神话》，在剧中饰演崔贞媛的表妹殷庆熙；十一月，她主演了电影《昌秀》，饰演了黑帮二号人物的情人美妍。二零一四年十二月，她主演了MBC特别单幕剧《馨荣堂日记》，并担任了女主角闵晖晶。二零一五年一月，她主演了SBS周末剧《我心闪亮》，在剧中饰演了千金小姐菲，并与张新英、裴秀彬等演员进行了合作。二零二一年六月十八日，由她参与演出的电视剧《Voice4》正式播出。直至二零二四年九月十一日，她参演的又一部电视剧《首尔破笑组》也与观众见面。
2012年6月21日，韩国知名演员崔振赫与孙恩书通过各自所属的经纪公司正式对外公开，确认了两人之间的恋爱关系。据悉，这段感情的萌芽始于双方共同参与拍摄SBS电视台的剧集《我的女儿是花儿》，在合作过程中彼此逐渐了解并互生好感。然而，这段备受关注的恋情并未能长久持续下去；根据2013年1月4日韩国演艺界相关人士的透露，由于崔振赫和孙恩书各自都面临着繁忙且紧凑的工作行程，两人在交往约九个月后，经过慎重考虑最终决定和平分手，重新回到同事和朋友的关系。此后数年，孙恩书的感情生活有了新的进展：2018年4月19日，有媒体曝光她与演员李柱昇正在交往中，随后孙恩书所属的经纪公司迅速回应并大方承认了这段新恋情，证实两人确实在美好的相识中发展为恋人关系。
提及韩国演员孙恩书时，最常被用来形容她的修饰词莫过于冷傲都市女。自踏入演艺界以来，凭借时尚靓丽的外形条件，孙恩书在多部作品中塑造了令人印象深刻的冷傲都市女性形象，这一角色类型似乎已成为她职业生涯中的一个鲜明标签。然而，当笔者在首尔新沙洞的一间咖啡店内与她面对面进行访谈时，所观察到的孙恩书却展现出截然不同的气质：她更像是一位真挚诚恳、善解人意且略带腼腆的邻家少女。面对提出的各个问题，孙恩书总是先沉静思索片刻，经过慎重考虑后再条理清晰、娓娓道来地给出回答，整个过程显得从容而专注。这种沉稳细腻的交谈方式，让她身上丝毫不见以往角色中那种疏离冷峻的气息，反而更贴近一位温婉贤淑、涵养得体的传统淑女风范。此次会面也让人更加期待她在未来作品中展现更为多元的个性侧面，突破既定印象的局限。