孙虑从小机敏聪慧，多才多艺，得到孙权的器重和喜爱。黄武七年(228年)三月，年仅十六岁的孙虑被孙权封为建昌侯，封地在今江西省永修县一带。
黄龙元年(229年)，孙权迁都建业，留下孙登孙虑等皇子及其他宗室公子在武昌，征召陆逊至武昌管理宫室事宜，把皇子委托给他。当时孙虑喜好斗鸭，在正厅门口作斗鸭栏。陆逊严厉地说：“君侯应当勤读经典，增加自己的新知，玩弄这些东西有什么用?”孙虑听从建议，当即就拆毁了斗鸭栏。
黄龙二年(230年)，丞相顾雍等上奏说孙虑天性聪慧明体达用，才识日日增新，比照近代汉朝之例，应该进封为王爵，但孙权没有同意。
拜为将军
后来过了一段时间，尚书仆射上疏说：“帝王兴业，无不褒扬推崇骨肉至亲，以此增添诸后妃的光彩，所以鲁国、卫国在周朝所受恩宠超过所有诸侯，汉高祖刘邦以五子为王，封地列于汉朝本土，就是以此作为中央朝廷的屏障，镇守护卫整个国家。建昌侯孙虑秉性聪敏，有文武全才，根据古代典章制度，应当正其名号。陛下谦让，不肯按照旧制办事，群臣大小，都取用于各自的封邑。如今奸寇猖獗横行，战鼓未息，文臣武将，只有亲属及贤士。我私下与丞相顾雍等商议，都认为孙虑应当为镇军大将军，授任担负一方面的职责，以光耀国家事业。”
孙权于是同意，任命十八岁的孙虑为镇军大将军，授予假节，单独开置府署，治所设在半州(今江西九江西)。
又下诏道：“机运混乱，凶邪肆虐，要靠刑罚规范顺序，武器显扬威风。以皇子虑的美好气质，年幼时显露出的军事谋略的才智，必能辅佐国家成就大业，现在授予你统帅的地位，显示特别的尊荣，信赖而托付你军队的力量，委派你治理一方的重任。对外渴望能够威振敌虏，克服万里，对内欲求震慑抚平远近，慰恤将士，这确实是孙虑你建功立事、竭命之时。孙虑你呢，内修文德，外经武训。‘器物已满盈但不溢出，有才能而不自炫。’请尊敬慎重地看待父亲我的苦心，不要辜负你今日所承受的地位。”
孙虑以尊贵的皇子身份，加之年纪又轻，远近的人都担心他不能留心辖区政事。等到他任职掌政，遵奉法度，恭侍师友，超过众人对他的期望。
嘉禾元年(232年)正月，孙虑去世 ，时年二十岁。孙虑因没有儿子，所以封邑废除。孙权悲痛哭泣，为之减少膳食。
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