十六岁时，补邑庠弟子员。正德十四年（1519），父亲孙燧死于宁王之乱。面试越王台吊古文，韩御史称赞他：“可与唐人滕王阁序并称”，从此名动浙江。

嘉靖四年（1525），考中举人。

嘉靖六年（1527），游学太学，得到严嵩的赏识，名动京师。孙升的侄子孙钰任锦衣卫，迎母亲赡养，孙升跟着来到京城，从游者甚众。

嘉靖十四年（1535），考中进士第二名（榜眼），授编修，参与修撰《列圣御文》、《五经》、《二十一史》。

嘉靖二十四年（1545），升任右春坊中允，参与修撰《大明会典》，清理军职贴黄。

嘉靖二十五年（1546），主持南京乡试。

嘉靖二十八年（1549），升任国子监祭酒。力以师道自任。他认为教育应当以“先器识，敦实行”为重，所以要求学生各自提出自己所知道的学识，对于突出者，在彝伦堂当众表扬，以此来教育其他学生。他又担心浮竞难制，便想出了用悬挂规约来警示学生的方法。他根据讲学实践的教学经验，制定了二十二条规约，即使是亲戚权贵来说情，也从不通融，因此学生们都能严格遵守规约条款，国子监学风大为改观。