早年经历
1909年考入山会初级师范简易科，毕业后义务教书一年。
1913年，入上海复旦公学。
1916年毕业后考入天津北洋大学（今天津大学）矿冶科。
工作经历
1929年至1933年，在美国斯坦福大学和哥伦比亚大学研究生院深造，回国后，任国防设计委员会专员兼矿室主任。
1934年，任陕北油矿探勘处处长。11月，与翁文灏去焦作整理中福煤矿，任总工程师。
1937年，“七七事变”后，力排中外董事众议，冒生命危险组织中福煤矿员工将大部分设备拆除抢运至四川，与民生公司、资源委员会、盐务总局、四川银行界分别合办天府、嘉阳、威远、石燕四个煤矿，兼任四矿总经理。
1941年，兼任甘肃油矿局总经理，与工人和技术人员一起，建成我国第一座石油基地——玉门油矿，其产量几乎是后方产油之全部，被誉为“煤、油大王”，是我国现代能源工业创办人和奠基人之一。
1942年8月在中国工程师学会第十一届年会上，被授予金质奖章。抗日战争胜利后，由经济部派往沈阳为东北区特派员，接收东北重工业，同时兼任河北平津敌伪产业处理局局长。
1948年10月，以资源委员会委员长身份，将所属近千个大、中型厂矿企业及三万科技、管理人员完整地移交给共产党。
1949年5月，被国民党察觉，即辞去在国民党政府中所任职务去香港，公开与国民党决裂，并于1949年11月14日通电全国宣告起义，保护大量稀有矿产，得到毛泽东主席复电嘉勉。
1949年11月携眷回到北京，任中央财政经济委员会计划局副局长，后任开滦煤矿总管理处副主任、河北省人大常委会副主任、河北省政协副主席、煤炭工业部顾问等职。是第二、三、四届全国政协委员，第五、六、七届全国政协常委。
1950年加入中国国民党革命委员会，历任民革河北省主委、中央常委、中央副主席、中央监察委员会主席、中央名誉主席。还应聘担任欧美同学会名誉会长、中国辛亥革命研究会名誉理事长等多种社会职务。
1948年底、1949年初，眼看国民党大势已去，孙越崎没有按照蒋介石的命令将工厂拆迁到台湾，而是带领资源委员会留了下来。
1949年5月底，孙越崎辞去经济部长和资源委员会主任的职务离开广州。
1950年3月，他由邵力子介绍加入中国国民党革命委员会，并任民革中央委员。1988年9月被选为中国和平统一促进会会长。
