早年曾担任少帅张学良长官公署秘书。1928年夏,孙恩元在辽宁海城创办了“私立海城同泽中学”,
张学良兼任董事长,孙恩元为校长。
1931年“九。一八事变”后孙恩元流亡
北平市。9月27日,孙恩元与东北名流高崇民、
阎宝航、
杜重远、
杨大光、卢广绩等共27人当选为“
东北民众抗日救国会”委员,同时孙恩元担任北平东北中学董事、教务主任、校务主任等职。后东北中学迁往
信阳鸡公山,孙恩元任代理校长。“
西安事变”后,孙恩元被
湖北省教育厅厅长解职,遂赴
上海市。
1948年期间,孙恩元帮助大批民主人士(包括黄炎培)先后离开上海经
香港特别行政区进入解放区。解放后,其参加了中共海关接管小组(支部)的工作,并当选为
中国人民政治协商会议第四和第五届全国委员会委员。