二零一一年，当时还在中学一年级就读的孙周延正式加入了Pledis Entertainment公司，由此开启了她作为练习生的职业生涯；随后在二零一三年，她选择转入STARSHIP Entertainment旗下，并在新的环境中持续进行系统性的训练与学习，延续其作为练习生的成长历程。
孙周延的演艺活动始于2015年9月27日，当时她出演了MONSTA X组合的《RUSH》音乐录影带。同年12月22日，她随宇宙少女组合与Melody Day合作，共同翻唱了经典的圣诞歌曲《All I Want For Christmas is You》；紧接着在12月28日，她又与队友秋所静、程潇等人以及UNIQ合作，演唱了充满节日气氛的新年主题单曲《新年快乐》。进入2016年，她在1月28日出演了韩国男歌手柳昇佑的歌曲《那又怎么样》的MV；随后于2月20日，随宇宙少女在KT“GIGA Legend Match”活动中完成了出道前的首次公开演出。2月25日，孙周延正式以宇宙少女Joy组成员的身份出道，随组合发行了首张迷你专辑《WOULD YOU LIKE？》，其主打歌《MoMoMo》获得了广泛关注，专辑更是在发行后登上了hanteo排行榜日榜首位。3月1日，她随组合在北京的“乐耀星船·乐华娱乐XSTARSHIPent星品发布会”上宣告在中国正式出道，并荣获唱工委员组颁发的最具潜力组合奖。3月9日，组合公布了首张迷你专辑的第二首主打曲《Catch Me》的MV。5月28日，她们在M-Countdown in China亚洲强音盛典上斩获最佳新人奖；6月9日，宇宙少女出演了首个团体综艺节目《宇宙LIKE少女》。8月17日，组合发行了第二张迷你专辑《THE SECRET》，主打曲为《是秘密啊》；11月16日，她们在“亚洲明星盛典”上获得了“Rising Star”奖项。 2017年1月4日，宇宙少女推出了第三张迷你专辑《From.宇宙少女》，主打歌《靠近你的心》反响热烈，专辑发行仅一天便在韩国Mnet排行榜夺冠，并在Olleh MV排行榜位列第三。1月19日，组合出席第26届首尔歌谣大赏，获得EPK年度发展赏。4月14日，孙周延客串出演了奇幻喜剧《芝加哥打字机》。6月7日，随组合发行首张正规专辑《HAPPY MOMENT》，主打歌为《HAPPY》；7月14日，又发布了单曲《Kiss me》。9月20日，她们在第1届SORIBADA最佳音乐大奖上荣获新韩流RisingHotStar奖。 2018年2月27日，宇宙少女发表了第四张迷你专辑《Dream your dream》；3月15日，孙周延开始担任饮食节目《食神之路4》的固定MC。9月19日，组合发行第五张迷你专辑《WJ Please？》，凭借主打曲《SAVE ME, SAVE YOU》获得了出道以来的首个音乐节目一位。11月23日，她参加了综艺节目《真正的男人300》；同年，她还参演了网剧《人生书茶馆》。 2019年1月8日，宇宙少女发行第六张迷你专辑《WJ STAY？》，主打歌为《LALALOVE》；2月23日，孙周延成为运动综艺《伟大的运动场-天空之肌》的固定MC。6月4日，组合发表专辑《For The Summer》，专辑主打歌是《Boogie Up》；11月19日，她们发行了第七张迷你专辑《As You Wish》。 2020年6月9日，宇宙少女发行第八张迷你专辑《Neverland》，主打歌为《BUTTERFLY》；9月9日，孙周延参演的网剧《焦糖饼》上线。2021年5月12日，她与金炫廷、秋昭贞、金知妍组成小分队“宇宙少女 THE BLACK”，并发行了首张单曲专辑《My attitude》。 2022年3月31日，她参加的女团竞演综艺节目《Queendom 2》正式播出。2023年1月7日至8日，她与宇宙少女成员共同参与的粉丝演唱会《2023 WJSN FAN-CON 代号：UJUNG》在蓝广场万事达卡大厅举行，其中8日的演出通过《Beyond LIVE》平台进行了同步在线直播。2024年7月7日，她参演的电影《单细胞少女与学校怪谈：建校纪念日》上映。2025年9月17日，她参演的另一部电影《鬼市》也如期上映。
在参与综艺节目的录制过程中，孙周延即便面临被淘汰的结局，也始终保持着如阳光般灿烂的微笑，自始至终都如同团队中的维他命一般，积极注入活力与正能量，充分展现了她性格中活泼且独具特色的一面。在演绎歌曲《靠近你的心》时，孙周延将自身甜美可爱的气质完美融入了表演之中，让听众感受到满满的亲和力；与此同时，她凭借清澈甜美的嗓音以及清新脱俗的个人形象，成功吸引了大量粉丝的关注与喜爱。恩熙在舞台上的表现总是充满风采，而孙周延同样拥有清纯、可爱、活泼等多重魅力，这些特质使她在舞台上格外耀眼。她在演唱、舞蹈、演技等多个专业领域均展现出不俗的实力，不仅能够驾驭不同风格的歌曲，也能通过舞蹈传递丰富的情感。此外，孙周延那由内而外散发的清新气质，搭配靓丽的外形和精湛的舞蹈技艺，进一步加深了粉丝对她的认可与支持，使她成为备受喜爱的新生代艺人。