孙小梅1985年,考入北京广播学院播音系。1989年,进入中央电视台担任《下周荧屏》和《节目预告》两档栏目的主持人；同年,客串主持中央电视台青少节目《天地之间》；此外,还担任文艺节目《旋转舞台》的主持人；主持动画片展播节目《动画城》,以及台内外重大活动。1993年,孙小梅和她的《电视你我他》摄制组赴台湾采访拍摄,作为CCTV第一位赴台湾采访拍摄电视节目主持人；同年,与银河少儿艺术团访问新加坡演出。1994年,出版第一张个人演唱专辑《轻轻地问,轻轻地唱》。主打歌曲《轻轻地问,轻轻地唱》是本人作词,一度打入歌曲排行榜榜首；同年随中国广播艺术团赴新加坡演出。1995年,随CCTV梅地亚少年代表团赴澳大利亚访问演出。1998年,孙小梅赴美留学进修,主修大众传播学。1999年回国,主持中央电视台综合频道节目介绍栏目《电视你我他》；同年,主持中央电视台综艺频道周末音乐类栏目《音画时尚》；此外还担任诗词鉴赏节目《荧屏诗坛》的主持人。10月1日,参加主持《庆祝中华人民共和国建国50周年焰火晚会》在天安门的现场直播。2000年,主持“CCTV年元旦相声小品晚会”；同年当选全国青联委员。2001年1月1日,主持元旦相声小品晚会,与周涛合作。2002年11月,主持《曹操与蔡文姬》媒体见面会；12月,主持首届全国电视主持人形象设计大赛,与孔洁合作。2003年3月,参加重庆卫视,山东卫视推出的访谈类综艺节目《超级访问》。2004年1月21日,与姜昆,周涛,白燕升,鞠萍和施翌共同主持中央电视台春节戏曲晚会。2005年起,参加中央电视台推出的诗词朗诵节目《新年新诗会》。2007年10月18日,主持“歌唱和谐歌唱美好——喜庆十七大《同一首歌》重阳节特别节目”。2008年11月7日,与白燕升主持CCTV—戏苑百家“唱响嵊州”中国戏曲名家名段演唱会。2011年4月14日晚,与李瑞英,张泽群,鞠萍等人观看了《印象大红袍》山水实景演出。2013年9月,与撒贝宁搭档主持“少年的世界—未来我是谁”CCTV青年影响力展演活动；10月,主持“《咱们结婚吧》百人脱单行动”,与任鲁豫合作；11月,受邀参加中央电视台音乐频道举办的“寻找刘三姐”并担任专业评委。2015年5月,参加第八届上海大学生电视节开幕式；10月,参加安徽卫视姓氏文化寻根节目《中华百家姓》。2016年12月17日,与任鲁豫主持中央电视台音乐频道春节特别节目《美丽中国唱起来》“走基层慰问演出”；12月31日,与董卿,任鲁豫联合主持“启航2017——中央电视台新年音乐会”。2017年8月,主持中央电视台戏曲频道推出的中华传统文化节目《中国戏曲大会》。2018年2月,与陈紫妍,刘伟,曹一楠联合主持“新时代新福建新征程”福建省春节文艺晚会。2020年9月9日,与全国100多位主持人共同参与的中央广播电视总台特别节目《新时代最可爱的人》在央视综合频道,综艺频道,央广音乐之声,文艺之声首播。2021年8月,参加央视频综艺《央young之夏》,加入“康庄大道会赢队”战队。2022年1月,孙小梅担任中央广播电视总台《2022年春节戏曲晚会》新媒体衍生节目《年年有戏》的主持人。11月,参加综艺节目《多彩少年》。2023年2月5日,参加CCTV-15音乐频道《乐享汇》元宵节特别节目“乐享中国年”。2月5日,参加《梨园闯关我挂帅》元宵特辑。
2000年11月7日,获得“中国志愿者形象大使”称号。2016年5月24日,担任2016年第三届“CCTV慈善之夜”大型公益宣传活动慈善大使。
主持1995年央视中秋晚会作为主持人,孙小梅无疑是成功的,然而这并不是她的全部。她同时也是一个唱歌的好手,总被人怀疑她是不是一个地道的专业歌星。孙小梅一如既往地继续着自己的节目主持事业,虽然驾轻就熟,但却屡屡创新。从美国留学回来后感觉做节目更加有底气了。尽管如此她始终把自己放在一个普通人的位置上。孙小梅做的节目并不大,好像一直蛰伏在角落里,拳脚不得施展。《节目预告》,《下周屏幕》,《电视你我他》等时间短,结构简单,程式化较强的节目曾经吓跑了很多主持人。但是,每天在固定的时间,以固定的开场白和“电视机前的观众朋友”见上一小面的孙小梅却在努力展现自己独特的风格,让原本枯燥无味的节目预告真正做出花样,做出风格,做出收视率来。事实证明她做到了。