孙文婷从五岁半时开始学习民族舞，初中到高中都在南开中学念书，后来在重庆大学美视电影学院就读播音主持专业。

2007年，她参加了环球小姐重庆赛区比赛，获最佳网络人气奖。

2009年，又参加了东方卫视女性综艺选秀节目《加油！东方天使》，进入全国30强。

从重庆大学美视电影学院毕业后，孙际到文婷选择签约星光国北京发展，之后在北京电影学院表演系进修。

2010年1月16日，参加湖南卫视《快乐大本营》，以一支浴缸泡泡舞亮相；10月，出演章家瑞执导的爱情悬疑电影《迷城》。

2011年9月，携主演的电影《残梦》与杨紫婷导演共同亮相第68届威尼斯电影节；随后，在都市题材电视剧《夏妍的秋天》中饰演秋雨，清纯甜美的在校大学生，性格活泼直率，携手印小天演绎兄妹情深；11月，出演了由李仁港执导、黎明、张涵予、刘亦菲等主演的历史战争电影《鸿门宴》，在片中分饰两角，不但饰演了美丽刚烈大气于一身的吕后，还塑造了妖艳鬼魅的南宫三姐妹之一；同年，成为武侠回合制网游《江山美人》的形象大使。

2012年8月，在与杨紫婷搭档主演的爱情悬疑电影《残梦》中饰演新娘孟小路，扮起了颇有城府的腹黑心机女。

2013年2月，出演古装武侠剧《南少林荡倭英豪》，在剧中饰演差庄园主女儿陆燕怀，精通茶艺、温柔贤惠与张磊饰演的林展翔展开情感纠葛；6月，出席第16届上海国际电影节闭幕式；同年，参与拍摄爱情喜剧电影《爱情幸运星之打望》，饰演一名空姐。

2014年，出演电影《9090奇葩派》饰安小棣。

2015年，与茅子俊，林源共同主演电视剧《希望使命》，在剧中饰演蓝妮。

2016年，出演电视剧《月满梧桐》饰赵漪桃；同年，出演《转角之恋》饰曼娜；同年，出演《恋人的谎言》饰周琳；同年，出演电视剧《如懿传》饰演恭常在。

2017年，出演电视剧《锻刀绝地重生》饰演牧野月；同年，出演《欢乐步行街》。

2018年，出演电视剧《那片花那片海》饰演杜倩倩。

2010年7月，孙文婷出席英纳格手表携手亚洲动物基金举办的“关爱生命，拥抱月熊”慈善展览及慈善义卖，并受邀与香港歌手郑希怡、钟舒漫、中国影星张馨予共同成为“关爱月熊大使”，承诺不采用含熊胆成分的产品。

她长相清秀，是个典型的重庆美女，在大学时被称为“国民校花”。

在《鸿门宴》中，孙文婷从气质上将妖艳鬼魅的南宫三姐妹演绎得媚眼生花震慑人心，同时她迅速投入对吕后的塑造。她对人物的精心揣摩使得每一个镜头的拿捏都是恰到好处，将这个母仪天下犀利智慧的女人演绎得入木三分。尤其是中年的吕后掌管大权的气势，浑然天成的从孙文婷身上散发出来，让观众看到她深厚的艺术功底。