抗日战争时期，孙殿甲历任副班长、班长、政治教员、政治教员兼政治指导员、主任教员、副政治教导员、组长、副股长等职，参加了反“扫荡”等战役战斗。

解放战争时期，孙殿甲历任股长，团政治处副主任、主任，团副政治委员、政治委员，旅政治部主任等职，参加了青岛外围阻击与追击战、长山列岛等战役战斗。

新中国成立后，孙殿甲历任政治部主任、副政治委员、政治处主任、政治委员、防化学兵政治部副主任，兰州军区政治部副主任、主任等职，为部队革命化、现代化、正规化建设作出了贡献。

第六届全国人民代表大会代表，他1955年被授予上校军衔，1960年晋升为大校军衔，曾荣获三级独立自由勋章、二级解放勋章和独立功勋荣誉章。