孙子坤，1905年出生于陕西省西安市灞桥镇豁口村一户农家。由于家境贫寒，他几度辍学，15岁到商号当学徒。1925年，考入杨虎城部安边教导队学习。教导队里，革命气氛浓厚，孙子坤受到了爱国思想的熏陶，进步很快，毕业后就担任了排长。
1926年，军阀刘镇华围困西安，陕军杨虎城守城，孙子坤带领全排，英勇拼搏，在长达八个月的守城斗争中击溃了敌人多次进攻。西安解围后，孙子坤被选派到冯玉祥所办的西北军官学校深造，接受了孙中山“联俄、联共、扶助农工”新三民主义思想影响。1927年初，孙子坤返回杨部，即随杨虎城东出潼关，策应北伐。在山东参加了与军阀张宗昌、孙传芳等部的激烈战斗。在剿灭反动武装土匪刘黑七的战斗中，英勇奋战，多次立功，受到上级的表扬。匪敌平息后，杨虎城在安徽太和县举办干部学校，共产党人南汉宸任副校长，孙子坤任三中队中尉分队长。1928年，中共皖北特委领导人魏野畴发动的阜阳、太和“四一二”暴动失败之后，南汉宸等许多共产党人身份暴露，蒋介石、冯玉祥下令杨虎城部“清党”，国民党特务大肆搜捕共产党员和进步分子。孙子坤在极端危险的情况下，奉孙蔚如指示，积极设法掩护南汉宸等共产党人脱离险境。
1928年冬，孙子坤调任三旅七团(团长赵寿山)十连上尉连长。1930年升任孙蔚如三十八军手枪营营长。1931年，孙蔚如率十七师西进甘肃，清剿北洋军阀吴佩孚残部，孙子坤作战勇敢，受到嘉奖。
1933年，孙蔚如率三十八军驻守汉中，时值红四方面军开辟了川陕革命根据地，孙蔚如与红军达成默契，约定互不侵犯。孙子坤时任三十八军特务营营长，在谈判中负责警卫工作。不久，胡宗南率五万余众，尾随追击红军，占据陇南，逼三十八军“剿共”。这时，被俘的一些红军战士由特务营关押，孙子坤借用职务之便，在孙蔚如军部的授意下，曾掩护、释放过不少革命同志。共产党员孙作宾当时在三十八军学生队(教导队)任排长，后被特务发现，在情况十分危险的情况下，孙子坤奉孙蔚如之命，将孙作宾护送到安全地区脱险。
1934年，三十八军为培训青年干部，在汉中成立了教导队，孙蔚如兼教导队队长，孙子坤任中校副队长，任命中共地下党员孙作宾、刘汝和等任分队长；此外，李锐、张涛、张西鼎、杨信、寇学文等中共党员均在教导队任职。学员中也有不少中共党员和进步青年学生。中共地下党在教导队建立了支部。在此期间，中共党员陈仁山暴露被捕，经孙子坤积极设法营救释放。
此后孙子坤被调任三十八军补充团团长，驻防西安。张学良、杨虎城发动西安事变时，孙子坤率部布防西安东十里铺一带，后又配合孔从洲采取果断措施，接管、查封国民党西安省党部、宪兵营、公安局等，解除了蒋系在西安的武装。
1937年，卢沟桥事变爆发，孙子坤晋升为十七师五十一旅旅长，随赵寿山师长率部开赴华北抗日第一线。在抗日前线，孙子坤先后参加了保定、漕河、娘子关、中条山、豫西中原等各次会战。在各战役中率部纵横冲杀，重创日军，战功卓著。在永济战役中，他被调任为三十八军五十五师副师长，协助孔从洲师长，坚守永济八昼夜，给日军板垣师团以歼灭性的打击，使敌人狼狈逃窜。
抗日战争胜利前后，蒋介石公开打击进步力量，对参加西安事变的三十八军高级干部，以明升暗降的手段进行肢解，先后将孙蔚如和赵寿山调离部队，由蒋介石嫡系接管，孙子坤被贬为五十五旅少将旅长。蒋介石的阴谋，激起了部队官兵的强烈不满。1945年7月，三十八军十七师副师长、中共地下党员刘威诚率部在河南洛宁县起义，胜利回到豫西解放区。在十七师的影响下，孔从洲副师长、孙子坤旅长率五十五旅于1946年5月16日在河南巩县以南黑山林底坡宣布起义，部队改编为民主革命军第一集团军，孔从洲任总司令，孙子坤任副司令，通电全国，谴责蒋介石独裁、卖国和发动内战的罪恶行径；随即南进湖北，拟与李先念领导的新四军五师部队会合。当急行军于老范沟时，遭到国民党两个师的包围截击，在两天两夜激战中，孙子坤督率部队猛力冲杀，一次又一次打退敌人的疯狂进攻，但寡不敌众，终因叛徒出卖，在指挥部队突围中，孙子坤及师部译电科长孙乃华(又名陆仲平、共产党员)，不幸被俘，遂被解往南京。国民党最高军事法庭多次对孙使用酷刑，但他大义凛然，宁死不屈，表现了革命军人视死如归的英雄气概。
1949年11月29日，孙子坤及孙乃华在南京雨花台慷慨就义。