2016年，出演了由李易峰、赵丽颖主演的《诛仙青云志》，从而步入演艺圈。

2017年，参演了由霍建起执导，陈晓、杜鹃主演的电影《如影随心》，在影片中特别出演“美元”一角，因其出色的表现得到了霍建起导演的认可；同年，孙毓晗与段奕宏、余男、成泰燊等合作出演了电影《引爆者》，在影片中饰演了线索式的重要人物程云；同年7月，孙毓晗主演了甜宠穿越偶像剧《我的王》，在剧中出演暖心医生何墨。

2018年2月，孙毓晗出演了由王俊凯、文淇主演的网剧《天坑鹰猎》，该剧在优酷视频独播，首次挑战一人分饰两角，演技得到网友认可；同年，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》，在剧中饰演刘风扬；同年9月，孙毓晗出演了谢晓东执导的电影《捞世界》，在剧中饰演黄毛一角。