孙思邈是古雍州华原人。七岁上学，每天能诵读一千多字。二十岁左右时，他喜欢谈论庄、老及百家学说，也喜欢佛经。洛阳的总管独孤信，在见了他之后感叹地说：“这是一个圣童，只怕他器大识小，很难被任用。”后周宣帝的时候，孙思邈以王室多变故的原因，隐居到太白山里去了。隋文帝辅政的时候，让他做国子博士。他称病不起，没有接受此职。他常常对周围亲近的人说：“再过五十年，应当有一个圣人出世，那时候我将助他济世救人。”
五十年后，唐太宗即位，把他召到京城，感叹他的容貌之年轻，对他说：“看见你，我因此懂得有道的人实在应当受到尊重，羡门、广成等神仙确实不是虚传。”太宗要授给他爵位，他坚辞不受。唐显庆四年，唐高宗召见他，请他做谏议大夫，他又坚辞不受。上元元年时，他托病请求还乡，高宗特赐良马给他，并把鄱阳公主的城邑赐给他居住。当时的名士，如宋之问、孟诜、卢照邻等，都以师弟的礼节待他。
卢照邻病了，住在孙思邈的住宅里，当时庭院前有一棵大梨树，卢照邻就为那梨树作了一篇辞赋。他在赋的序言中写道：“癸酉这年，我因病住在长安光德坊的官舍里，这里的老人说，这是鄱阳公主的城邑。从前鄱阳公主未嫁前就死了，所以她的城邑一直荒废着。当时的一位处士叫孙思邈，他通晓古今，学尽各种数术。他深谙道家的理论，他的学问深入不二，就像当今的维摩诘；至于推算天文历法，度量乾坤，则可以与洛下闳、安期先生相提并论。他自称生于开皇辛酉年，已经九十三岁了。到乡间去打听他，人们都说他已经几百岁了。另外，他和人们一起谈论起周、齐的事来，清清楚楚，就像亲眼见过一样。以此为参照，就知他不止是一百岁的人了。然而他耳不聋，眼不花，神采奕奕。可以说是古代聪明博达长生不老之人。”
当时卢照邻负有盛名，不幸得了重病，他嗟叹每个人遭遇的不同，人的寿命竟如此的悬殊。于是他问孙思邈：“名医治病，其道理何在呢？”孙思邈回答说：“我听说善于论天的人，必定由这个人的本质而定；善于谈论人的人，一定要以天的道理为依据。天有四时的变化，五行的运转，寒暑交替。它运转时，和而为雨，怒而为风，凝而为霜雪，张而为虹霓。这是天地的规律。人有四肢和五脏，一醒一睡，呼吸吐纳，循环往复。流而为荣卫，彰而为气色，发而为音声。这是人体的规律。阳用其精，阴用其形，这是天和人相同的地方。等到失去这种正常现象，蒸则生热，否则生寒，结而为疣赘，陷而为痈疽，奔而为喘乏，竭而为焦枯。病情呈现在表面，病变却在形体内。这种道理同样可推及到天地，也是这样的。所以五纬盈缩，星辰失度，日月错行，彗孛流飞，这是天地的危病。寒暑不时，此天地之蒸否也。石立土踊，此天地之疣赘也。山崩地陷，此天地之痈疽也。奔风暴雨，此天地之喘乏也。雨泽不时，川源涸竭，此天地之焦枯也。良医治病，用药石疏导，救人时才用针剂；圣人用道德来调和，用政事来辅助。所以，故身体有可治愈之疾，天地有可消之灾。”他又说：“胆欲大而心欲小，智欲圆而行欲方。《诗经》上说，‘如临深渊，如履薄冰’，说的是小心；‘赳赳武夫，公侯干城’，说的是大胆；‘不为利回，不为义疚’，说的是行为的方正；‘见机而作，不俟终日’，这是心智的圆融。”他的文学造诣，如此超拔出群；他的道术也不可胜纪。
当初魏征等人受诏编修齐、梁、周、隋等五代史，恐怕有遗漏，就曾多次向孙思邈请教。他用口传授，像曾亲眼目睹一样。东台侍郎孙处约，曾经带着五个儿子孙侹、孙儆、孙俊、孙侑、孙佺去拜见孙思邈。孙思邈说：“孙俊应当首先显贵；孙侑应当显达得较晚；孙佺的地位最高，灾祸出在执掌兵权上。”后来都像他说的一样应验了。太子詹事卢齐卿，小时候向孙思邈请教人伦的事情，孙思邈说：“五十年后，你的官职可达一方诸侯之长，我的孙子会成为你的部下，你应当自己保重才是。”卢齐卿后来做了徐州刺史，孙思邈的孙子孙溥，果然是徐州萧县的县令。孙思邈当初对卢齐卿说这话的时候，孙溥尚未出生，而他已预先知道了孙溥的事情。在孙思邈身上发生了许多这样奇异的事情。永淳元年，孙思邈逝去，死前留下话要薄葬，不准在墓中放任何殉葬品，不准用活着的牛羊祭奠。一个多月过去了，他的颜貌不改。举起他的尸体往棺材里装的时候，只剩下空空的衣服而已，他已尸解而去，当时的人都惊叹不已。
他撰写了《千金方》三十卷、《福禄论》三十卷、《摄生真箓》、《枕中素书》、《会三教论》各一卷。开元年间，又有人发现他隐居在终南山。曾经有一个神仙从天而降，对孙思邈说：“你所著的《千金方》，济人的功德也很广了。而用动物做药，残害的生命也太多了。你会成为一个尸解的神仙，但不能白日升天成仙了。”此后孙思邈以草木代替虻虫、水蛭做药，他作《千金方翼》三十篇，每篇有龙宫仙方一首。
从此，孙思邈时隐时现。咸通末年，山下一家村民，有一个十几岁的男孩，不食荤血，父母认为他喜欢善行，让他到白水僧院做了童子。忽然有一位自称孙处士的游客，在院中游了一周之后，从袖中取出一包汤药末交给童子说：“为我像烹茶那样煎这药。”药煎好之后，处士饮了一些，把余下的汤汁给了童子。童子觉得汤汁味道极美，希望再给他一碗。处士说：“这汤就是为你而煎的！”就把方寸这样大的一匙药沫再给他煎着吃。他向同伴们说了此事后，出门一看，发现处士已离去了。童子也腾空飞了起来。众人正在惊异之间，一看那煎汤的锅子，已变成金了。这以后也时常有人见到孙思邈。
