孙梦泉在顺利完成高中学业后，便进入了青岛汽车发动机场工作，担任铣工一职。在工厂度过的五年时光里，她不仅是生产线上的一名技术工人，还积极投身于文艺活动，成为厂内宣传队以及当地工人文化宫的核心骨干。她主要以参演话剧表演为主，通过一场又一场的舞台实践，逐渐积累了丰富而扎实的表演经验。1975年10月，孙梦泉通过考试，成功被北京广播学院（即现在的中国传媒大学）录取，进入了专门为中国广播电视剧团定向培养演员的表演班学习。在这个班级里，她与日后担任电视剧《红楼梦》摄像工作的李耀宗成为了同窗。1977年，孙梦泉从学院毕业；随后她选择留在北京，正式加入中国广播电视剧团，由此开始了其作为专业演员的职业生涯。
1977年，孙梦泉在个人首部电视剧作品《窗口》中担纲主演。在拍摄过程中，她遵循导演的指导，有意摆脱了当时特殊年代里普遍流行的“三突出”表演原则，转而采用一种更为自然、贴近日常的生活化表演风格，并在其中巧妙地融入了传统戏剧的演绎手法。这种细腻而富有层次的表演，使得角色塑造更加真实饱满。该剧播出之后，不仅在观众中引起了广泛关注，更在专业领域内获得了业界人士的普遍赞誉与好评。此后，孙梦泉的演艺事业稳步发展，她又相继在多部话剧与电视剧中担任主要角色，进一步积累了丰富的表演经验，巩固了其在演艺界的地位。
一九八四年七月，电视剧《红楼梦》第一、二期演员培训班已全部完成；当时，原定饰演李纨的演员周月因个人对角色不甚满意，转而调整出演尤三姐。这一变动使得李纨一角暂时空缺，随后副导演马加齐、孙桂珍与摄影师李耀宗不约而同地向总导演王扶林推荐了孙梦泉。经过导演组的反复斟酌与比较，大家认为孙梦泉本人的性格特质与人生阅历都与李纨这一人物高度契合，于是最终确定由她来承担这一角色。从接到演出通知到正式进入拍摄，中间仅隔了短短三天；孙梦泉立刻投入准备工作，她不仅仔细阅读《红楼梦》原著，还反复翻阅《红楼梦》连环画以加深理解，同时背诵相关诗词歌赋，潜心揣摩人物的内心世界与行为逻辑。三天后，“刘姥姥二进荣国府”这场戏正式开拍，当剧情进行到刘姥姥不慎将鸽子蛋掉在地上时，围坐的大观园众姐妹纷纷开怀大笑，唯独孙梦泉所饰演的李纨只是微微扬起嘴角，露出一抹含蓄的浅笑；导演王扶林观看后认为这一处理十分贴合李纨端庄持重的气质，当即决定为这个浅笑的瞬间拍摄特写镜头。《红楼梦》剧照中可见，孙梦泉注意到李纨在剧中大多时候只是安静地侍立于贾母、王夫人身旁，几乎没有什么台词。为了准确把握李纨站立时的姿态与神韵，她不仅参考了《红楼梦》连环画，还调阅了其他演员在培训期间留下的影像资料，并且细致研究了清代画家改琦所绘制的红楼人物图册。最终在摄影师李耀宗的提议下，她从多个备选姿势中选定了一种既略带自然曲线、又完全符合人物身份与处境的站立方式。如此一来，在拍摄集体场景时，孙梦泉凭借其恬静温和的笑容与微微含曲线的身姿，成功将李纨那种优雅淡然、内敛不争的形象生动地展现在荧屏之上。一九八六年底，《红楼梦》整部剧的摄制工作圆满结束。次年五月二日，孙梦泉与欧阳奋强、陈晓旭等人共同主演的古装连续剧《红楼梦》正式面向全国播出；该剧播出后广受好评，并于随后荣获第七届中国电视剧飞天奖连续剧特等奖。
一九九零年，由孙梦泉参与演出的清装题材影片《太监秘史》正式登陆大银幕，与广大观众见面。三年后，即一九九三年，她再度亮相于武侠电影领域，与当时备受瞩目的影星李连杰、张敏、邱淑贞等人共同合作，出演了武侠作品《倚天屠龙记之魔教教主》。该片在首映后获得了广泛关注，孙梦泉在片中成功塑造了峨眉派掌门灭绝师太这一角色，其性格设定为手段凌厉、性情刚烈，给观众留下了深刻印象。进入一九九七年，孙梦泉的演艺事业继续稳步发展，她先后参演了两部古装题材电视剧，分别是《康熙微服私访记》与《东周列国·春秋篇》，这两部作品在当年陆续播出，进一步丰富了她的表演履历。
此后，孙梦泉的职业生涯重心逐步从表演领域转向幕后制作，她频繁地在张国立执导的各类影视作品中担任副导演一职，积累了丰富的幕后经验。尽管如此，她并未完全离开荧幕，仍会适时地在一些剧集中客串出演角色。1998年，由她参与副导演工作的古装喜剧《康熙微服私访记2》于南京有线电视台与观众见面。次年，另一部她担任副导演的古装喜剧《财神到》正式播出。进入2000年，孙梦泉以副导演兼演员的双重身份参与的古装喜剧《康熙微服私访记3》在北京卫视首次播出；同年，她还担任了古装喜剧《尚方宝剑》的副导演工作，该剧也随之播出。 2001年1月，孙梦泉与张国立、袁立等演员共同出演的古装喜剧《铁齿铜牙纪晓岚》在北京电视台首播，她在剧中生动塑造了市井小民陶三姑一角，这个角色虽然嘴上爱唠叨、喜好吹嘘，日常举止也不够整洁，但其内心深处却葆有一份质朴的善良。同月，她参演的由张国立执导的《京城大状师》也与观众见面。同年6月，她与何中华、俞飞鸿联袂出演的武侠剧《三少爷的剑》开播，她在剧中饰演了一位待人热忱、乐于助人的大杂院居民苗大娘。10月，她以统筹及演员身份参与制作的年代剧《我这一辈子》首次播出。 2002年，孙梦泉与任泉、乐珈彤合作出演的古装剧《爱情宝典》之《卖油郎独占花魁》单元故事正式播出。2003年，她以副导演和演员双重身份参与的清装剧《布衣知县梵如花》首播。2005年，她与宋丹丹、高亚麟共同出演的少儿题材情景喜剧《家有儿女第一部》在北京电视台播出；同年，她还担任了清装轻喜剧《宋莲生坐堂》的副导演工作，该剧也随之开播。 2006年，孙梦泉作为副导演并参与演出的古装轻喜剧《龙非龙凤非凤》于北京影视频道首播。同年，她担任统筹并参与演出的古装神话剧《济公新传》也正式开播。2007年，她以副导演及演员身份参与的民国剧《特殊使命》在中央电视台综合频道播出，这部剧集后来荣获了第27届中国电视剧飞天奖长篇电视剧三等奖的荣誉。同年，她参演的另一部年代剧《重返杀虎口》也顺利播出。
二零零八年，由孙梦泉与霍建华、范冰冰等演员共同演绎的民国题材电视剧《胭脂雪》正式与观众见面。同年，她还参与出演了一部人物传记剧《梅艳芳菲》，该剧也于当年顺利播出。进入二零零九年，孙梦泉与张国立、张铁林等知名演员合作，共同出演了一部古装喜剧《铁齿铜牙纪晓岚第肆部》，该剧在播出后获得了不少关注。二零一零年三月，她参演的一部献礼题材剧集《市委书记日记》如期播出。同年七月，孙梦泉与陈宝国、谢钢、周里京等实力派演员联袂出演的年代大戏《茶馆》于中央电视台八套黄金时段首播；这部剧集凭借其精良的制作与深刻的内容，后来成功荣获第二十八届中国电视剧飞天奖长篇电视剧三等奖。随后的十一月，她与萨日娜、李诚儒等演员共同主演的现代家庭伦理剧《你是我的生命》也通过卫星频道面向全国播出。二零一一年，孙梦泉与唐嫣、张檬、戚薇等当红艺人携手出演的都市言情剧《夏家三千金》正式开播。二零一二年，她与李晟、何晟铭合作出演的清装题材剧集《倾城绝恋》首次与观众见面。同年，她出演的另一部都市家庭剧《先结婚后恋爱》也成功上星播出。时间来到二零一五年，孙梦泉参演的谍战剧《寒冬》以及抗战题材剧集《生死连》在当年相继播出。二零一六年，她与袁咏仪、丁海峰共同主演的都市家庭剧《领养》首播。同年，由张静初、张歆艺与孙梦泉合作出演的都市情感剧《咱们相爱吧》在湖南卫视金鹰独播剧场与广大观众见面。次年，孙梦泉与李现、张铭恩等新生代演员联袂出演的悬疑探案剧《河神》正式开播。二零一九年，她与黄子韬、张雪迎合作出演的青春题材剧集《热血少年》播出。同年，孙梦泉还与任素汐、吴昱翰共同出演了一部爱情喜剧电影《半个喜剧》，该片在影院公开上映。直至二零二三年，她参演的一部公益主题电影《生命的感叹号》也顺利制作完成并上映。
在电视剧《红楼梦》的拍摄期间，孙梦泉已经接近三十岁的年纪，当时她的儿子尚且年幼，仅仅只有两岁左右，然而出于对表演事业的热爱与责任感，她依然没有丝毫犹豫地接下了这份拍摄工作。时间来到一九八五年，当剧组于上海青浦大观园进行取景拍摄时，孙梦泉与饰演林黛玉一角的陈晓旭、以及扮演妙玉的演员姬玉共同居住在一个房间内，由于她为人亲切且年长几岁，剧组的同伴们都习惯性地称她为“嫂子”。那时因为长期在外拍戏，剧组的日常伙食较为单一，有时难免不合大家的口味，体贴的孙梦泉便时常主动邀请同剧组的演员们一起回到自己家中，亲自下厨为大家准备一些简单却温暖的家常菜肴，让众人在紧张的拍摄之余也能感受到如家庭般的温馨与关怀。
二零二五年六月二十九日，孙梦泉女士与《红楼梦》中贾迎春、贾惜春等经典角色的扮演者共同来到北京市东城区图书馆，参与了“红楼梦中人品读会”成立一周年的特别纪念活动。在活动现场，诸位嘉宾围绕《红楼梦》的深远内涵与人物塑造进行了深入交流，并各自分享了在长期研读与艺术实践中获得的独特感悟与心得体会。
孙梦泉本人性格中蕴含着善解人意的特质，待人接物总是温和而亲切，这种内在气质使她能够自然而然地融入各种角色。在参与电视剧《红楼梦》的拍摄过程中，她所处的年龄阶段以及所积累的丰富生活阅历，都与原著中的人物设定高度契合，这为她深入理解角色提供了坚实的基础。在剧中，她精准地把握了李纨这一人物青春守寡后内心沉寂、宛如枯槁死灰般的状态，通过细微的神情与肢体语言，将那种深藏的哀婉与克制表现得淋漓尽致。在展现红楼众钗的群体场景里，孙梦泉饰演的李纨往往台词不多，但她却凭借嘴角那一抹似有若无的浅淡笑意，以及身姿中那份含蓄而略带曲线的站态，使镜头下的李纨仿佛一幅精心绘制的古代仕女绣像，静谧而生动地呈现在观众眼前。孙梦泉从未因李纨常常处于“背景版”的位置而轻视这个角色，相反，她以出色的镜头意识、沉稳平和的心态以及层次分明的细腻演绎，将这个几乎沉默的人物塑造得血肉丰满、立体而完整。在此后的多部影视作品中，无论是诠释心机深沉的恶人，还是扮演纯良质朴的好人，孙梦泉都能游刃有余地驾驭，她所呈现的每一个角色都因其深刻的内涵与真实的质感而深入人心，不仅在广大观众中留下了持久印象，也赢得了业内人士的广泛赞誉与尊重。