1914年3月7日 出生于安徽省安庆市。
1935年 毕业于浙江大学农学院农业植物学系，获学士学位。
1935—1937年 任浙江大学代办高级农校教师。
1937—1938年 任浙江省土壤研究所技术员。
1939—1943年 获中英庚款董事会资助，分别在四川成都农业改进所、北碚中国地质调查所、土壤研究室和成都四川大学农学院从事研究工作。
1943—1945年 任成都川康农工学院副教授兼金陵大学副教授。
1945—1949年 任浙江大学农学院副教授，农业化学系代主任。
1949—1952年 任浙江农学院教授。
1952—1953年 任浙江农业大学教授兼任复旦大学生物系教授。
1953—1991年 任浙江农业大学教授（兼任土壤农化系主任四年）。
1994年1月 逝世。
40年代初，孙羲开始了植物营养方面的研究工作。先后对水稻施肥、水稻根系活力生物化学诊断、水稻氮素和钾素营养以及棉花钾素营养生理等进行了系统深入研究，取得了较大成果，“钾对作物的营养作用机理与缺钾诊断”获得国家教委科技进步三等奖，其中钾对棉花叶片角质层、蜡质层发育的关系研究成果，经国际联机检索属填补国际空白。此项成果被联邦德国李比希大学K.Mengel教授引用到他编著的《植物营养原理》第四版教材中。70年代末，他在总结我国历史上施用有机肥料与作物产量和土壤肥力关系的基础上，发现我国之所以千百年来作物产量续有增加，土壤肥力也不断更新，是因为我国有长期施用有机肥料的优良传统。但由于有机肥的供肥特性与作物的生育需要往往不相协调，因而增产幅度很小。为了揭示有机肥料的营养作用和供肥机理，弘扬中华民族悠久的施肥传统，探索具有中国特色的施肥体系，孙羲开始了有机肥对作物的有机营养以及对提高土壤肥力和作物产量的作用机理研究。“六五”和“七五”期间被列入农业部重点项目。经十几年的深入研究，证明了有机肥中有机养分的直接作用及其优越性，从土壤生物化学角度揭示了有机肥料提高土壤肥力的机理，还发现通过有机无机肥配合不但可解除有害氨基酸对水稻的毒害作用，而且效果超过等量的无机氮。这些探索性工作在国际上均尚未见报道。其中“有机肥料营养作用机理研究”获得了1989年国家教委科技进步二等奖。“七五”期间由他主持的农业部重点课题“有机肥改土供肥机制及施肥技术研究”项目，于1991年获农业部科技进步二等奖。
在以上研究基础上，孙羲提出了植物的矿质——有机营养理论。这是对李比希矿质营养理论的进一步完善和补充。
孙羲在有机肥料和有机营养方面的研究得到了国际同行们的关注和承认，国外一些高等院校来函来人联系要求派人前来进修和搞科研合作。1986年联邦德国慕尼黑科技大学曾派人来进修和开展有机肥方面的研究工作。1988年波恩大学农业化学研究所与他共同向德方基金会申请了“有机肥对中国东南部主要水稻土磷、氮动力学的影响”合作课题。经双方努力，取得了不少成果，对方主持人W.Wrener教授对双方的合作十分满意，给予了很高评价。
在我国十几个省分布着大面积的红壤，且气温高，雨量充沛，地形多在低山丘陵，有着广泛的开发利用前景。但由于土壤酸性强，铝离子含量高，土壤结构差，作物产量低。过去红壤改良仅从土壤性质的改良单方面着手，耗资大，时间长，效率低。孙羲在从事多年植物营养遗传特性研究的基础上，提出通过改变植物的遗传特性，以选育出能适应在红壤上生长的作物品种来开发利用红壤资源的崭新设想，引起了国内同行们的极大关注。他与他的助手们开展了一些探索性研究工作，取得了一些初步成果，填补了国内这一研究的空白；此后又以满腔热情致力于耐酸、耐铝的大、小麦品种筛选及有关遗传特性的研究工作。
孙羲年过七旬时，仍精力充沛，雄心壮志不减当年，在他未来计划中还列着许多新的课题。他废寝忘食地伏案著书立说，立志要为创办国内外一流水平的农业化学学科贡献出自己的毕生精力。