1999年1月，担任中国电子科技集团第54研究所首席专家组长。

2008年，担任广州广联数字家庭产业技术研究院院长。

2010年，担任国防电信网络重点实验室科技委主任。

2011年，担任国家住建部城市物联网研究院专家委员会主任。

孙玉作为主要成员承担了中国第一颗原子弹试验遥控系统设备研制，中国第一代火箭试验遥控系统研制和中国第一代洲际导弹飞行安全控制系统总体设计。

孙玉作为技术负责人或总设计师主持了散射数字传输系统研制、电信网络基础技术研究、中国第一代程控交换技术攻关、中国第一代ISDN试验/试用网总体设计、三峡工程通信网总体设计、专项工程电信类系统总体概要设计和电信网络总体概念研究、军事战略通信总体设计和发展规划。

据2020年3月中国工程院官网显示，孙玉发表论文和撰写报告100余篇。

孙玉领导创建了中国电子科技集团公司第54研究所的数字网技术专业，领导创建了国家数字家庭应用示范产业基地的数字家庭技术专业。

2017年12月29日，孙玉院士为广西大学师生作题为“实施大数据战略，未来我国物联网发展趋势”的专题报告。

2019年10月28日，中国工程院院士孙玉来到中国地质大学（武汉）机械与电子信息学院未师生作了题为“我国物联网产业发展趋势”的学术报告。

孙玉兼任广州大学客座教授、广州数字家庭产业技术研究院院长、金鹏集团公司科技委主任、信息部军事电专家委员会副主任、广州金鹏集团公司总工程师、国家科委8637通信主题专家组副组长、国家工信部电子科技委和通信科技委委员、国防科技工业局科技委委员（1999年—）、中国电子科技集团公司科技委常委（2003年）、中国人民解放军总参谋部通信科技委顾问（2002年）、总装备部科技委顾问、总政治部领军人才带教导师（2011年）、广东省数字信号与图像处理技术重点实验室学术委员会主任等职务。

孙玉是中国著名的通信技术专家，为国防和国民经济建设作出了贡献，孙玉十分支持中国工程院的工作，为中国工程院的发展做出了贡献，甘于奉献的高尚品德，严谨求实的治学态度，勤勉务实的工作作风，是中国工程科技界的楷模和学习的榜样。（中国工程院原院长周济评）

孙玉是中国军事通信技术第一代“开荒人”，他不仅是一名勇攀科学高峰的专家，也是一位尽心尽力传道授业的师者。（南方日报评）