孙悦于1995年开始打篮球，2004年，孙悦代表奥神队征战CBA联赛，年轻的孙悦场均得到3.6分、1.8个篮板和1.3次助攻，凭借后卫中少有的高大身材被国青队选中，由于奥神俱乐部未能与篮协达成协议，孙悦没能到国青队报道，奥神队也因此遭到了篮协的处罚。6月23日，几经波折后，孙悦终于在广州与中国男篮汇合。 2005年首次入选国家队集训名单的孙悦，在当年的斯坦科维奇杯洲际冠军杯比赛中崭露头角，在对阵波多黎各队的比赛中，孙悦独得14分，给人们留下深刻印象。 2005年10月，奥神队正式加ABA联赛（美国篮球联盟），同年11月14日，孙悦随奥神队进行了ABA首秀，得到8分、10次助攻和3次抢断。 2006年孙悦代表中国队参加了在日本举行的男篮世锦赛，这是孙悦第一次代表国家队参加世界大赛，平均每场出战13.5分钟，得到1.3分、1.2个篮板和2次助攻。 2007年6月，孙悦在NBA选秀大会上以第二轮第40顺位被湖人队选中，并在2008年成功登陆NBA，并成为了中国乃至亚洲第二个获得NBA总冠军戒指的球员。虽然随队获得总冠军，但是其NBA道路并未长远。 2008年孙悦代表国家队出征北京奥运会并有上佳表现，他为中国队出战6场，全部首发，场均得到8.5分、1.6次助攻。 2009年亚锦赛孙悦场均得到6分、2.5个篮板，经过NBA磨砺的孙悦，在防守端表现出来更大的侵略性，投篮技术也有所提升。 2010年土耳其世锦赛，由于朱芳雨的离去，出任小前锋的孙悦肩上的担子变得很重，在这支没有姚明和朱芳雨的球队中，孙悦已经不再是那个稚嫩的追风少年，而是必须为球队做出贡献的核心球员之一。