二零零九年，演员在李立安导演的都市情感题材作品《没有承诺的爱》中出演了赛车手丁亮一角，由此开启了其演艺生涯中一段重要的旅程。二零一二年，他参与了由霍建华、袁姗姗等知名演员共同主演的新版《笑傲江湖》，并在其中塑造了向问天这一角色，展现了对经典人物的全新诠释；同年，他还在于正担任监制的古装言情剧《美人无泪》中扮演了名为阿敏的角色，进一步拓宽了其古装戏路的表演经验。二零一三年，他担纲主演了由滕文骥与王为联合执导的年代家庭伦理剧《天伦》，在剧中成功刻画了黎光明这一人物形象；也是在这一年，他在黄健中导演的古装神话剧《蓬莱八仙》里首次挑战反派，饰演了性格复杂的龙太子熬易，这次尝试为其表演增添了更多层次。二零一四年，他主演了由张辉力和陈咏歌共同执导并翻拍的经典古装武侠剧《新甘十九妹》，在剧中他化身为重情重义、行走江湖的侠客宴春雷，其表演赢得了不少观众的认可。二零一五年，他在路军导演的年代商战抗日题材剧集《参工传奇》中担任主演，饰演了一位心怀家国的爱国军人王云阁；同年，他还与演员苗苗合作，共同主演了由李小江执导的《婚姻变奏曲》，并在剧中转变形象，饰演了一位温暖体贴的男性角色林建。二零一六年，他主演了刘飚执导的现代轻喜剧《我的老爸是奇葩》，在剧中生动演绎了富二代黄三成这一角色；此后不久，他又与任程伟、宋佳伦等演员联合主演了《军人使命》，并在其中参演了庄雷一角。二零一七年，他主演了由郝万军执导的年代系列电影《刺客行动之义胆雄心》，在片中扮演了上海帮派中颇具威望的大哥龙啸天；同一年，他还与贺丹丹、武利平等演员搭档，主演了另一部现代轻喜剧《鸿雁故乡》，在剧中饰演了梁子辰。二零一八年一月，他主演了韩冬执导的古装悬疑剧《唐诗三百案》，在剧中诠释了一位既勤政爱民又兼具威严霸气的皇帝君天子。二零二四年十月七日，他参演的当代涉案题材剧集《人民警察》正式播出，他在剧中饰演了尽职尽责的派出所民警石在。二零二五年二月十七日，他参演的电视剧《180天重启计划》与观众见面；次日，即二月十八日，其参演的电影作品《特警荣耀》也登陆院线公开上映。
在《刺客行动之义胆雄心》这部作品中，孙彬皓在演绎台词时，其面部表情或许并未呈现出极为凶悍狰狞的模样，然而他通过声音所传递出的那份内在张力与坚定气场，却足以形成一种强大的震慑力，令听者不由自主地感受到言语背后所蕴含的威严与分量。