孙明明于1983年出生在黑龙江省哈尔滨市所辖的巴彦县，自幼便展现出极为突出的身高天赋。凭借这一出色的身体条件，他在年仅十五岁时就被黑龙江省体工大队选中，从而开始了系统而专业的篮球训练生涯。到十七岁之际，孙明明的身高已经增长到令人惊叹的2.23米，这为他日后在篮球领域的发展奠定了重要的身体基础。2003年2月，他成功入选中国男篮奥运希望队，并在同年随队前往美国进行访问交流；其间，他独特的身高优势和场上表现吸引了多位NBA球探的密切关注。然而，尽管到2004年时他的身高进一步达到了2.30米，却意外地未能入选由张勇军教练执教的U—18中国青年队，这一经历也成为他职业生涯中一个值得关注的转折点。
二零零五年二月至五月期间，孙明明前往美国北卡罗莱纳州的格林斯博罗市进行篮球专项训练。次年三月，他与美国大陆篮球协会（USBL）的卫冕冠军球队——堪萨斯道奇传奇队正式签订合同，开启了职业篮球生涯。二零零七年一月，在为道奇传奇队效力不足一年后，孙明明转投美国篮球协会（ABA）旗下的马里兰夜鹰队，然而此次合作仅持续了一个多月；由于夜鹰队未能成功晋级季后赛，孙明明随即离开了该队。不久之后，他又与美国国际篮球联盟（IBL）的大急流城飞翔队签约，并在此队持续效力了三个多月。同年六月，孙明明的职业生涯轨迹延伸至海外，他加入了墨西哥篮球联赛的蒙特瑞雷吉亚队。时间来到二零零八年九月，孙明明现身日本BJ联盟，代表滨松凤凰队出战，并协助球队在该赛季取得了季军的优异成绩。二零零九年十一月十四日，孙明明正式与中国男子篮球职业联赛（CBA）的北京首钢篮球俱乐部达成协议，双方签订了一份为期三年的合约；同年十二月二十三日，他迎来了个人在CBA赛场的首次亮相，在首秀中获得了不足两分钟的出场时间。此后，由于受到持续伤病困扰以及自身技术特点与球队战术需求存在一定差距，孙明明的上场机会一直较为有限。二零一二年二月十五日，在CBA常规赛最后一轮的比赛中，他获得了二十三分钟的出场时间，凭借罚球得到四分，并抢下了九个篮板球。尽管拥有极为突出的身高优势，但这一身体条件也同时带来了频繁的伤病问题。二零一三年，时年三十岁的孙明明因身体与竞技状态等原因，最终选择了结束自己的职业篮球运动员生涯，正式宣布退役。
在结束其辉煌的运动生涯并正式退役之后，他并未远离公众的视野，而是多次活跃于影视作品之中，展现了自己在演艺领域的多样才华。他曾有幸参与2016年北京电视台春节联欢晚会的演出，为全国观众带来了精彩的表演。此外，他的身影也出现在大银幕上，参演了包括《尖峰时刻3》与《叶问3》在内的多部电影作品，通过这些角色进一步拓宽了自己的事业版图。
二零零五年，篮球运动员孙明明被确诊患有脑下垂体肿瘤，该病症在医学上被称为巨人症，其直接导致他的身高持续异常增长。为了控制病情，孙明明随后前往美国洛杉矶接受了神经外科手术。手术过程中，医生采用了一种微创技术，通过他的鼻腔通道置入精密的手术探针，并借助先进的影像引导，成功将其脑内的肿瘤组织完整取出。这次手术取得了显著效果，不仅帮助孙明明有效摆脱了巨人症带来的健康威胁，也使得他异常的身高增长得以停止，为其后续的运动生涯与日常生活创造了重要的健康基础。
二零一三年八月四日，篮球运动员孙明明与手球运动员徐艳于北京正式登记结婚，结为夫妇。两人的缘分始于二零零九年举行的中国全国运动会，在赛场相识后，彼此逐渐加深了解，感情日益深厚，最终自然而然地走到了一起。同日晚间，这对新人举办了隆重的结婚庆典，众多体育界知名人士亲临现场送上祝福，其中包括中央电视台著名主持人张斌以及前世界冠军桑兰等人。此外，亦有数位演艺界明星通过预先录制的视频方式，向新人表达了诚挚的祝贺与美好的祝愿。二零一六年六月二十三日，这个家庭迎来了他们的第一个孩子，宝宝在位于三河燕郊的医院产科平安降生，出生时身长达到五十五厘米，为这对夫妻带来了无尽的喜悦与圆满。
孙明明的身高达到了惊人的2.36米，而他的妻子徐艳的身高也有1.9米，这对夫妇的身高总和为4.26米。这一数据超越了此前备受瞩目的姚明（身高2.26米）与叶莉（身高1.9米）夫妇，从而使得孙明明和徐艳被正式认定为全球身高最高的夫妻组合。他们的这一特殊纪录在2015年获得了权威机构的确认，并被载入了《吉尼斯世界纪录大全2016》之中。
孙明明在篮球场上拥有极为显著的身高优势，当他站立于篮下区域时，几乎无需起跳便能轻松完成扣篮动作，这种与生俱来的条件令他在近距离进攻中显得颇具威胁。然而，若将其篮球技术与综合运动能力与姚明相比，则仍存在较为明显的差距，这也成为他早年参与NBA选秀却未能获得任何球队青睐的关键原因。尽管孙明明在传球视野与投射能力方面表现不俗，堪称一位相当出色的传球手与稳定的投手，其惊人的身高也本可为他在NBA争取一席之地提供可能，但遗憾的是，他在移动速度、爆发力及整体运动机能方面均未能达到NBA级别赛事所要求的标准。正因如此，他那引人注目的体型优势在实际高强度的比赛环境中被大幅削弱，最终未能帮助他实现登上NBA赛场的梦想。
二零一零年七月，北京队与浙江队之间进行了一场热身赛。比赛结束后，北京队的陈磊与队友孙明明由于对彼此在赛场上的某些表现感到不满，进而发生了口角争执。随着情绪逐渐激动，双方的口头冲突迅速升级为肢体接触，在混乱中孙明明被打伤并出现了流血的情况。事后，北京队其他队员确认了此次队员间发生冲突的事实，但他们同时也指出，整个事件的严重程度实际上远低于外界流传的各种夸张说法。在冲突平息、双方情绪稳定下来之后，陈磊与孙明明均主动向对方表达了歉意，并最终相互取得了谅解，使这一风波得以妥善化解。