二零一六年，孙毓晗通过参演由李易峰与赵丽颖联袂主演的电视剧《诛仙青云志》正式开启了她的演艺生涯。次年，她在霍建起执导、陈晓和杜鹃领衔主演的电影《如影随心》中获得了特别出演的机会，饰演名为“美元”的角色，其细腻的表演赢得了霍导的充分肯定；同年，她还与段奕宏、余男、成泰燊等实力派演员共同出演了电影《引爆者》，在片中扮演了贯穿剧情的关键人物程云，进一步展现了其塑造复杂角色的能力；同年七月，孙毓晗挑大梁主演了甜宠穿越题材偶像剧《我的王》，化身剧中温柔体贴的医生何墨，给观众留下了深刻印象。时间来到二零一八年二月，她参与了由王俊凯和文淇主演的网剧《天坑鹰猎》，该剧于优酷视频平台独家播出，孙毓晗在剧中首次尝试一人分饰两角，其精湛的演技获得了广大网友的热烈好评；同年，她还出演了由邵警辉执导，童蕾、马元、萨日娜主演的电视剧《那座城 这家人》，成功塑造了刘风扬这一角色；同年九月，她在谢晓东执导的电影《捞世界》中饰演了绰号“黄毛”的人物，再次拓宽了戏路。二零二二年五月十日，一部刑侦反黑题材剧集《对决》与观众见面，孙毓晗在剧中饰演了名为哲少的角色。直至二零二五年七月二十五日，她参演的电影作品《缉盗》正式上线，为其不断积累的演艺履历增添了新的一笔。
孙毓晗在大小屏幕上有过不俗的表现，认真且敬业。